I

目 錄 第一章 前言 1

第二章 易燃品儲槽區安全之法規標準 3

21儲槽區內之安全距離 3

211美國消防協會標準(NFPA 30) 3

212 Exxon標準 6

213 Mobil標準 8

214國內規範 10

22儲槽區與廠界等之安全距離 12

221美國消防協會標準(NFPA 30) 12

222 Exxon標準 16

223 Mobil標準 16

224國內法規 17

23儲槽區防溢堤之工程安全評估 20

231美國消防協會標準(NFPA 30) 20

232 Exxon標準 23

233國內法規 25

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準 29

31 易燃品儲存室工程設計安全規範 29

311建造安全規範 29

312電器安全規範 30

313通風安全規範 30

314消防安全規範 31

315儲存量與堆疊方式之限制 31

32高壓氣體鋼瓶儲存室安全 33

321 勞工安全衛生設施規則 34

II

322高壓氣體勞工安全規則 35

323高壓氧氣鋼瓶安全規章 37

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章 38

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事

業之分類及安全管理辦法 39

326台灣省火災防救辦法 40

327鋼瓶儲存室安全之彙整結果 42

3271鋼瓶儲存室之安全 42

3272容器本體之安全 43

第四章 儲槽區火災之理論模擬 44

41 儲槽之熱效應模型 44

42 儲槽之火災模型 48

43 危害標準 49

44 安全距離分析結果 50

第五章 儲槽安全評估之案例分析 54

第六章 結論與建議 63

參考文獻 64

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 66

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 67

附件三 高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表 68

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表 72

III

表 目 錄 表 1 NFPA 30儲槽與儲槽之安全距離 4

表 2 Exxon 儲槽與儲槽之安全距離 6

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離 9

表 4 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig) 12

表 5 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig) 13

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體) 14

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體) 15

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體) 16

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 16

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離 17

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距 18

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 19

表 13 Exxon 防溢堤之容量 23

表 14 Exxon 防溢堤之高度 24

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量 26

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量

27

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 30

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制 32

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制 32

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制 33

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離 38

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果 55

IV

V

圖 目 錄

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖 20

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內) 21

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以上) 21

圖 4 NFPA 30 防溢堤與周界示意圖 21

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖 22

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖 24

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區 45

圖 8安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果 52

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢 52

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時槽內流

體與槽壁的溫昇趨勢 53

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢 53

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖 54

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(丙酮儲槽發生火災產生熱輻射) 58

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射) 58

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(丁酮儲槽發生火災產生熱輻射) 59

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果

(丁酮儲槽發生火災產生熱輻射) 59

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 60

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 60

VI

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 61

圖 20丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 61

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬

結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 62

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 62

1

第一章 前言

易燃品儲存區一直是工廠的最大潛在危害區域之一當操作不當

或其他外界熱源因素而引起火災時因為儲量大之特性使然致使搶

救不易直接導致重大的財產損失及人員傷亡有時間接地骨牌效應

擴及鄰邊其他設備或廠房造成更大的危害因此適當的周邊保護

設施配合安全距離配置為儲存區防護之基礎重要工作

有關工廠佈置的設計是非常複雜的工作受多種因素的影響很

大廠區面積有限必使各項設備擁擠一起進行工廠佈置時需兼

顧很多技術面及經濟面互相牽制的因素至於擔任工廠設計安全評估

的人員則從安全之角度以減少災害損失之發生機率及範圍著眼

來評估考慮各項製程及儲存設備的相關位置此安全評估將包括法規

面與技術面等方法

就法規面而言國內外法規標準資料中有關易燃易爆品之儲存

包括儲槽區及倉庫儲存等其安全距離與周圍設施工程設計皆有規

定美國消防協會（NFPA）及美國石油協會（API）即針對儲槽區及儲存區之安全訂定出基本的標準包括安全距離槽體撒水保護設

施方面此外 Exxon以及Mobil等具規模之公司也都訂有不同的規

範及標準在國內之法規中經濟部勞委會及內政部等主管機關

也同樣基於安全之考量頒佈許多相關易燃品之儲存安全規定然而

上述種種法規暨標準其間之差異性是存在的原因包括法規或標

準所在之社會環境與人民意識可能相去甚遠或是地理條件差異極

高事實上工廠化學品使用之多元性極難以一簡易邏輯之方式來

加以完整涵蓋因此就易燃品之儲存安全評估技術而言僅藉由法

規面來研究是不足的需再配合技術面之分析結果

就技術面而言針對不同之儲存情況透過數值模擬技術之研究

分析可獲得特定案例之各種模擬結果如可詳細了解安全距離多寡

對火災嚴重度之定量影響以及加入消防水系統之消減效能基本上

可彌補法規面之不足處也可藉以評估比較出各法規標準其間之差異

性雖此研究評估技術之工作耗時耗費但相對的工廠可獲得其他

之邊際效益如 提供火災緊急應變狀況之資訊

本技術手冊前段部份旨在彙整目前國內外較具代表性之法規標

2

準以提供工廠使用者執行新設廠或擴建佈置工作可依自己工廠

之環境特性直接選擇適當之規範參考用但如前段所述從上述規

範中所得之結果僅是一安全距離訂定值極難對易燃品火災可能發生

之嚴重情形有所判斷更難去對消防撒水的消減效能有定量上的估

計本手冊中中段部分將就技術面說明儲槽火災數值模擬技術用

以協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延燒

效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能其可實際將儲槽區之火

災風險量化出在手冊之末段將提出一評估應用案例供本手冊使用

者參照用

3

第二章 易燃品儲槽區安全之法規標準

21 儲槽區內之安全距離

在儲槽與儲槽安全距離探討部份可知其目的在於當一儲槽

發生災害(如火災)時可藉著安全距離來隔離延燒至他槽亦

或是減緩傳播的速度以待救援下述收集分析國外 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範與國內相關法規對此有詳盡的規定於後續三小節作一彙整探討在第四章中將以數值理論模擬方法來

探討相關儲槽安全評估

211美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 為美國消防協會針對易燃和可燃液體(Flammable and Combustible liquids)管制所制定之法規在其中儲槽儲存部份其明訂了相互之間之安全距離標準值而使用時所用之參數

包括內容品本身之閃火點及特性儲槽之型式大小尺寸及相關

之安全措施等請參考表 1另外此表中談及之特定詞定義請參

考表後之說明

4

表 1 NFPA 30儲槽與儲槽之安全距離

固定式或臥式儲槽

(fixed or horizontal tanks)

浮頂式儲槽

(floating roof tanks)

液 類 分 類

儲 閃 槽 火 型 點 ()

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Ⅰ FP＜378

Ⅱ 378leFP＜60

61

(D1+D2)

須大於 09m

41

(D1+D2)

31

(D1+D2)

ⅢA 60leFP＜93

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

ⅢB 93leFP 若與ⅠⅡ類液體置放同一防溢堤內則比照上表ⅠⅡ類液體之部份設計

否則其間距大於 09m即可

不穩定液體

(unstable liquids)

須大於21

(D1+D2)

說明 1本基準ldquo閃火點 Flash Point FP rdquo為用 closed cup方法測

試的

2 D儲槽外徑D1D2為相鄰兩儲槽外徑

3緊急洩放池(Remote Impounding)設計須依下列規定

5

(1)儲槽至洩放池距離至少 15mm其傾斜度不可小於

1

(2)洩放池容積不可小於最大儲槽容積

(3)洩放路線之設計需注意若洩放路線著火將不會

殃及其他儲槽或相鄰周界

(4)洩放池邊界與周界或其他儲槽相距至少 15 m以上

4不安定液體(unstable liquids)定義如下

在生產或輸送過程極活潑產生聚合分解凝縮

反應或在震動壓力溫度變化下即產生自我反應此

種液體稱為不穩定液體

5浮頂式和固定式儲槽認定

(1)浮頂式儲槽

依照 API 650設計浮艙式(PONTOON TYPE)雙

甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規

定設計

a內部浮頂儲槽依照 API 650規定設計浮艙式雙

甲板式

b內部浮頂蓋有液態浮動裝置 (LIQUID-TIGHT

METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失

去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(2)固定式儲槽

第(1)點除外儲槽

6

內浮頂儲槽其浮體盤槽頂端蓋不符合(1)-規

定或用塑性泡綿(Plastic foam)為材料而外用金

屬玻璃纖維包覆則視為固定式儲糟

212 Exxon 標準

在 Exxon 標準中對於廠區中儲槽與儲槽的安全距離標

準值之訂定所使用的參數有內容物的閃火點高低特性

儲槽的型式密集狀況等請參考表 2另外表中所使用之名詞定義請參考表後之說明

表 2 Exxon儲槽與儲槽之安全距離

浮 頂 式 固 定 型

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

低

閃

火

點

FPlt 70

34 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

225mle34Dle60m D 12D D

但大於 30m

高

閃

火

點

70leFP

12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle12D le60m 12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle 12Dle60m

原油

(CRUDE OIL)

34 D 但小於 60m

不允許 不允許 32 D

(但配對儲槽不允許)

不允許 不允許

說明

A本基準ldquo閃火點ldquo為用 closed cup 方法測試的

B 在同一閃火點分類區中D指單一儲槽外徑或兩個以上儲槽中之

儲 槽 形 式

閃 火 點 之 分 類

7

較大外徑者其間距是指胴體外緣至胴體外緣距離

C原油是指沒有精煉過程之碳氫化合物且包含其他具沸溢

(BOIL-OVER)傾向之液體

D高閃火點和低閃火點儲槽間之安全間距以低閃火點儲槽間距設定

E儲存液體閃火點在 70leFPlt93之儲槽群若符合下列所有條

件則儲槽間之安全間距可為(16所有儲槽外徑和)

(A)無一儲槽外徑小於其鄰近儲槽外徑 12安全間距也不小於該

較小儲槽外徑 12且群組儲槽間之安全間距均不小於 15m

(B)群組儲槽容積和小於 15900m3

(C)儲存液體未加熱至 93以上且加熱溫度不在其身閃火點 28以內

(D)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能使該液體之閃

火點低於(C)項所設定範圍

F高閃火點液體儲槽若儲槽儲存溫度大於其內容物閃火點 8以上或在其自身閃火點 8範圍內則其儲槽需視為低閃火點儲槽

G閃火點高於 93以上液體儲槽若符合下列所有條件則儲槽間

之安全間距可為 15m

(A)儲存液體一般儲存在室溫或若加熱時溫度不超過 93以上且加熱溫度不在於其自身閃點 28範圍以內

(B)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能會使該液體之

閃火點低於(A)項所設定範圍

H低閃火點(FPlt70)液體儲槽除浮艙式(PONTOON FLOATING)儲槽外其外徑限制於 45m內

I浮頂式和固定式儲槽認定

(A)浮頂式儲槽

a依照 API 650設計浮艙式(PONTOON FLOATING)雙甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

b外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規定設計

8

(a)內部浮頂儲槽依照AP1650規定設計浮艙式雙甲板式

(b)內部浮頂蓋有液態浮動裝置(LIQUID-TIGHT METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(B)固定式儲槽

a第(A)點除外儲槽

b內浮頂儲槽其浮體盤槽頂槽蓋不符合(A)-b規定或用塑性泡綿(plastic foam)為材料而外用金屬玻璃纖維包

覆則視為固定式儲槽

213 Mobil 標準

Mobil 標準對儲槽與儲槽之安全距離標準值設定所使用之參

數除內容物之閃火點高低特性外並包括其超過指定數量的倍

數請參考表 3另外表中之代號定義請參考表後之說明

9

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離

儲槽安全距離(FP閃火點) 危險物之最大

儲存數量 FPlt70 70leFPlt200 200 le FP 生石灰第６類危險物

指定數量在 500倍以下之數量

3m以上

(L)

23 L

但不得小於 3 m

13 L 但不得小於 3m

19 L 但不得小於 15m

指定數量超過

500倍1000倍以下之數量

5m以上

(L)

5 mtimes23以上 13 L 但不得小於 3m

19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

1000倍2000倍以下之數量

9m以上

(L)

6 m以上 3 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

2000倍3000倍以下之數量

12m以上

(L)

8 m以上 12 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

3000倍4 000倍以下之數量

15m以上

(L)

10 m以上 15 m x 13 以上

19 L

53 m以上

指定數量超出

4000倍以上

取儲槽之直徑 D 或高度 H 之大值但不

得小於 15m

臥式儲槽取儲槽長

度 L

23Dor 23H 取大

值但不得小於

10m

臥式儲槽取 23 L

13D或 13H取大值但不得少於

5m

臥式儲槽取 13 L

19 D 或 19 H 取大值 但 不 得 小 於

53m

臥式儲槽取 19 L

說明 1L係指臥式儲槽之長度 2縱座標欄中之危險物指定數量請參考附件一

10

214 國內規範

民國八十七年勞委會修訂之高壓氣體勞工安全規則 [3]中規定

第三十五條 自儲存能力在三百立方公尺或三千公斤以上之可

燃性氣體儲槽外面至其他可燃性氣體或氧氣儲槽

間應保持一公尺或以該儲槽及其他可燃性氣體或

氧氣儲槽之最大直徑和之四分之一以上較大者之

距離但設有水噴霧裝置或具有同等以上有效防火

及滅火能力之設施者不在此限

經濟部工業局曾於民國八十三年委託中國技術服務社執行ldquo國

內化學工廠製程佈置安全評估ldquo [10]其參考美國消防協會標準

(NFPA)美國石油協會(API)以及工業保險協會(IRI)等規範彙整後提出一適用於國內環境的化學工廠用之安全距離建議值附於下表

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

II

322高壓氣體勞工安全規則 35

323高壓氧氣鋼瓶安全規章 37

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章 38

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事

業之分類及安全管理辦法 39

326台灣省火災防救辦法 40

327鋼瓶儲存室安全之彙整結果 42

3271鋼瓶儲存室之安全 42

3272容器本體之安全 43

第四章 儲槽區火災之理論模擬 44

41 儲槽之熱效應模型 44

42 儲槽之火災模型 48

43 危害標準 49

44 安全距離分析結果 50

第五章 儲槽安全評估之案例分析 54

第六章 結論與建議 63

參考文獻 64

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 66

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 67

附件三 高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表 68

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表 72

III

表 目 錄 表 1 NFPA 30儲槽與儲槽之安全距離 4

表 2 Exxon 儲槽與儲槽之安全距離 6

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離 9

表 4 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig) 12

表 5 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig) 13

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體) 14

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體) 15

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體) 16

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 16

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離 17

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距 18

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 19

表 13 Exxon 防溢堤之容量 23

表 14 Exxon 防溢堤之高度 24

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量 26

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量

27

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 30

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制 32

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制 32

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制 33

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離 38

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果 55

IV

V

圖 目 錄

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖 20

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內) 21

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以上) 21

圖 4 NFPA 30 防溢堤與周界示意圖 21

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖 22

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖 24

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區 45

圖 8安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果 52

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢 52

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時槽內流

體與槽壁的溫昇趨勢 53

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢 53

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖 54

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(丙酮儲槽發生火災產生熱輻射) 58

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射) 58

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(丁酮儲槽發生火災產生熱輻射) 59

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果

(丁酮儲槽發生火災產生熱輻射) 59

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 60

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 60

VI

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 61

圖 20丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 61

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬

結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 62

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 62

1

第一章 前言

易燃品儲存區一直是工廠的最大潛在危害區域之一當操作不當

或其他外界熱源因素而引起火災時因為儲量大之特性使然致使搶

救不易直接導致重大的財產損失及人員傷亡有時間接地骨牌效應

擴及鄰邊其他設備或廠房造成更大的危害因此適當的周邊保護

設施配合安全距離配置為儲存區防護之基礎重要工作

有關工廠佈置的設計是非常複雜的工作受多種因素的影響很

大廠區面積有限必使各項設備擁擠一起進行工廠佈置時需兼

顧很多技術面及經濟面互相牽制的因素至於擔任工廠設計安全評估

的人員則從安全之角度以減少災害損失之發生機率及範圍著眼

來評估考慮各項製程及儲存設備的相關位置此安全評估將包括法規

面與技術面等方法

就法規面而言國內外法規標準資料中有關易燃易爆品之儲存

包括儲槽區及倉庫儲存等其安全距離與周圍設施工程設計皆有規

定美國消防協會（NFPA）及美國石油協會（API）即針對儲槽區及儲存區之安全訂定出基本的標準包括安全距離槽體撒水保護設

施方面此外 Exxon以及Mobil等具規模之公司也都訂有不同的規

範及標準在國內之法規中經濟部勞委會及內政部等主管機關

也同樣基於安全之考量頒佈許多相關易燃品之儲存安全規定然而

上述種種法規暨標準其間之差異性是存在的原因包括法規或標

準所在之社會環境與人民意識可能相去甚遠或是地理條件差異極

高事實上工廠化學品使用之多元性極難以一簡易邏輯之方式來

加以完整涵蓋因此就易燃品之儲存安全評估技術而言僅藉由法

規面來研究是不足的需再配合技術面之分析結果

就技術面而言針對不同之儲存情況透過數值模擬技術之研究

分析可獲得特定案例之各種模擬結果如可詳細了解安全距離多寡

對火災嚴重度之定量影響以及加入消防水系統之消減效能基本上

可彌補法規面之不足處也可藉以評估比較出各法規標準其間之差異

性雖此研究評估技術之工作耗時耗費但相對的工廠可獲得其他

之邊際效益如 提供火災緊急應變狀況之資訊

本技術手冊前段部份旨在彙整目前國內外較具代表性之法規標

2

準以提供工廠使用者執行新設廠或擴建佈置工作可依自己工廠

之環境特性直接選擇適當之規範參考用但如前段所述從上述規

範中所得之結果僅是一安全距離訂定值極難對易燃品火災可能發生

之嚴重情形有所判斷更難去對消防撒水的消減效能有定量上的估

計本手冊中中段部分將就技術面說明儲槽火災數值模擬技術用

以協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延燒

效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能其可實際將儲槽區之火

災風險量化出在手冊之末段將提出一評估應用案例供本手冊使用

者參照用

3

第二章 易燃品儲槽區安全之法規標準

21 儲槽區內之安全距離

在儲槽與儲槽安全距離探討部份可知其目的在於當一儲槽

發生災害(如火災)時可藉著安全距離來隔離延燒至他槽亦

或是減緩傳播的速度以待救援下述收集分析國外 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範與國內相關法規對此有詳盡的規定於後續三小節作一彙整探討在第四章中將以數值理論模擬方法來

探討相關儲槽安全評估

211美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 為美國消防協會針對易燃和可燃液體(Flammable and Combustible liquids)管制所制定之法規在其中儲槽儲存部份其明訂了相互之間之安全距離標準值而使用時所用之參數

包括內容品本身之閃火點及特性儲槽之型式大小尺寸及相關

之安全措施等請參考表 1另外此表中談及之特定詞定義請參

考表後之說明

4

表 1 NFPA 30儲槽與儲槽之安全距離

固定式或臥式儲槽

(fixed or horizontal tanks)

浮頂式儲槽

(floating roof tanks)

液 類 分 類

儲 閃 槽 火 型 點 ()

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Ⅰ FP＜378

Ⅱ 378leFP＜60

61

(D1+D2)

須大於 09m

41

(D1+D2)

31

(D1+D2)

ⅢA 60leFP＜93

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

ⅢB 93leFP 若與ⅠⅡ類液體置放同一防溢堤內則比照上表ⅠⅡ類液體之部份設計

否則其間距大於 09m即可

不穩定液體

(unstable liquids)

須大於21

(D1+D2)

說明 1本基準ldquo閃火點 Flash Point FP rdquo為用 closed cup方法測

試的

2 D儲槽外徑D1D2為相鄰兩儲槽外徑

3緊急洩放池(Remote Impounding)設計須依下列規定

5

(1)儲槽至洩放池距離至少 15mm其傾斜度不可小於

1

(2)洩放池容積不可小於最大儲槽容積

(3)洩放路線之設計需注意若洩放路線著火將不會

殃及其他儲槽或相鄰周界

(4)洩放池邊界與周界或其他儲槽相距至少 15 m以上

4不安定液體(unstable liquids)定義如下

在生產或輸送過程極活潑產生聚合分解凝縮

反應或在震動壓力溫度變化下即產生自我反應此

種液體稱為不穩定液體

5浮頂式和固定式儲槽認定

(1)浮頂式儲槽

依照 API 650設計浮艙式(PONTOON TYPE)雙

甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規

定設計

a內部浮頂儲槽依照 API 650規定設計浮艙式雙

甲板式

b內部浮頂蓋有液態浮動裝置 (LIQUID-TIGHT

METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失

去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(2)固定式儲槽

第(1)點除外儲槽

6

內浮頂儲槽其浮體盤槽頂端蓋不符合(1)-規

定或用塑性泡綿(Plastic foam)為材料而外用金

屬玻璃纖維包覆則視為固定式儲糟

212 Exxon 標準

在 Exxon 標準中對於廠區中儲槽與儲槽的安全距離標

準值之訂定所使用的參數有內容物的閃火點高低特性

儲槽的型式密集狀況等請參考表 2另外表中所使用之名詞定義請參考表後之說明

表 2 Exxon儲槽與儲槽之安全距離

浮 頂 式 固 定 型

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

低

閃

火

點

FPlt 70

34 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

225mle34Dle60m D 12D D

但大於 30m

高

閃

火

點

70leFP

12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle12D le60m 12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle 12Dle60m

原油

(CRUDE OIL)

34 D 但小於 60m

不允許 不允許 32 D

(但配對儲槽不允許)

不允許 不允許

說明

A本基準ldquo閃火點ldquo為用 closed cup 方法測試的

B 在同一閃火點分類區中D指單一儲槽外徑或兩個以上儲槽中之

儲 槽 形 式

閃 火 點 之 分 類

7

較大外徑者其間距是指胴體外緣至胴體外緣距離

C原油是指沒有精煉過程之碳氫化合物且包含其他具沸溢

(BOIL-OVER)傾向之液體

D高閃火點和低閃火點儲槽間之安全間距以低閃火點儲槽間距設定

E儲存液體閃火點在 70leFPlt93之儲槽群若符合下列所有條

件則儲槽間之安全間距可為(16所有儲槽外徑和)

(A)無一儲槽外徑小於其鄰近儲槽外徑 12安全間距也不小於該

較小儲槽外徑 12且群組儲槽間之安全間距均不小於 15m

(B)群組儲槽容積和小於 15900m3

(C)儲存液體未加熱至 93以上且加熱溫度不在其身閃火點 28以內

(D)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能使該液體之閃

火點低於(C)項所設定範圍

F高閃火點液體儲槽若儲槽儲存溫度大於其內容物閃火點 8以上或在其自身閃火點 8範圍內則其儲槽需視為低閃火點儲槽

G閃火點高於 93以上液體儲槽若符合下列所有條件則儲槽間

之安全間距可為 15m

(A)儲存液體一般儲存在室溫或若加熱時溫度不超過 93以上且加熱溫度不在於其自身閃點 28範圍以內

(B)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能會使該液體之

閃火點低於(A)項所設定範圍

H低閃火點(FPlt70)液體儲槽除浮艙式(PONTOON FLOATING)儲槽外其外徑限制於 45m內

I浮頂式和固定式儲槽認定

(A)浮頂式儲槽

a依照 API 650設計浮艙式(PONTOON FLOATING)雙甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

b外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規定設計

8

(a)內部浮頂儲槽依照AP1650規定設計浮艙式雙甲板式

(b)內部浮頂蓋有液態浮動裝置(LIQUID-TIGHT METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(B)固定式儲槽

a第(A)點除外儲槽

b內浮頂儲槽其浮體盤槽頂槽蓋不符合(A)-b規定或用塑性泡綿(plastic foam)為材料而外用金屬玻璃纖維包

覆則視為固定式儲槽

213 Mobil 標準

Mobil 標準對儲槽與儲槽之安全距離標準值設定所使用之參

數除內容物之閃火點高低特性外並包括其超過指定數量的倍

數請參考表 3另外表中之代號定義請參考表後之說明

9

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離

儲槽安全距離(FP閃火點) 危險物之最大

儲存數量 FPlt70 70leFPlt200 200 le FP 生石灰第６類危險物

指定數量在 500倍以下之數量

3m以上

(L)

23 L

但不得小於 3 m

13 L 但不得小於 3m

19 L 但不得小於 15m

指定數量超過

500倍1000倍以下之數量

5m以上

(L)

5 mtimes23以上 13 L 但不得小於 3m

19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

1000倍2000倍以下之數量

9m以上

(L)

6 m以上 3 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

2000倍3000倍以下之數量

12m以上

(L)

8 m以上 12 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

3000倍4 000倍以下之數量

15m以上

(L)

10 m以上 15 m x 13 以上

19 L

53 m以上

指定數量超出

4000倍以上

取儲槽之直徑 D 或高度 H 之大值但不

得小於 15m

臥式儲槽取儲槽長

度 L

23Dor 23H 取大

值但不得小於

10m

臥式儲槽取 23 L

13D或 13H取大值但不得少於

5m

臥式儲槽取 13 L

19 D 或 19 H 取大值 但 不 得 小 於

53m

臥式儲槽取 19 L

說明 1L係指臥式儲槽之長度 2縱座標欄中之危險物指定數量請參考附件一

10

214 國內規範

民國八十七年勞委會修訂之高壓氣體勞工安全規則 [3]中規定

第三十五條 自儲存能力在三百立方公尺或三千公斤以上之可

燃性氣體儲槽外面至其他可燃性氣體或氧氣儲槽

間應保持一公尺或以該儲槽及其他可燃性氣體或

氧氣儲槽之最大直徑和之四分之一以上較大者之

距離但設有水噴霧裝置或具有同等以上有效防火

及滅火能力之設施者不在此限

經濟部工業局曾於民國八十三年委託中國技術服務社執行ldquo國

內化學工廠製程佈置安全評估ldquo [10]其參考美國消防協會標準

(NFPA)美國石油協會(API)以及工業保險協會(IRI)等規範彙整後提出一適用於國內環境的化學工廠用之安全距離建議值附於下表

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

III

表 目 錄 表 1 NFPA 30儲槽與儲槽之安全距離 4

表 2 Exxon 儲槽與儲槽之安全距離 6

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離 9

表 4 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig) 12

表 5 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig) 13

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體) 14

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體) 15

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體) 16

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 16

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離 17

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距 18

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 19

表 13 Exxon 防溢堤之容量 23

表 14 Exxon 防溢堤之高度 24

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量 26

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量

27

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 30

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制 32

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制 32

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制 33

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離 38

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果 55

IV

V

圖 目 錄

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖 20

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內) 21

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以上) 21

圖 4 NFPA 30 防溢堤與周界示意圖 21

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖 22

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖 24

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區 45

圖 8安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果 52

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢 52

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時槽內流

體與槽壁的溫昇趨勢 53

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢 53

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖 54

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(丙酮儲槽發生火災產生熱輻射) 58

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射) 58

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(丁酮儲槽發生火災產生熱輻射) 59

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果

(丁酮儲槽發生火災產生熱輻射) 59

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 60

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 60

VI

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 61

圖 20丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 61

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬

結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 62

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 62

1

第一章 前言

易燃品儲存區一直是工廠的最大潛在危害區域之一當操作不當

或其他外界熱源因素而引起火災時因為儲量大之特性使然致使搶

救不易直接導致重大的財產損失及人員傷亡有時間接地骨牌效應

擴及鄰邊其他設備或廠房造成更大的危害因此適當的周邊保護

設施配合安全距離配置為儲存區防護之基礎重要工作

有關工廠佈置的設計是非常複雜的工作受多種因素的影響很

大廠區面積有限必使各項設備擁擠一起進行工廠佈置時需兼

顧很多技術面及經濟面互相牽制的因素至於擔任工廠設計安全評估

的人員則從安全之角度以減少災害損失之發生機率及範圍著眼

來評估考慮各項製程及儲存設備的相關位置此安全評估將包括法規

面與技術面等方法

就法規面而言國內外法規標準資料中有關易燃易爆品之儲存

包括儲槽區及倉庫儲存等其安全距離與周圍設施工程設計皆有規

定美國消防協會（NFPA）及美國石油協會（API）即針對儲槽區及儲存區之安全訂定出基本的標準包括安全距離槽體撒水保護設

施方面此外 Exxon以及Mobil等具規模之公司也都訂有不同的規

範及標準在國內之法規中經濟部勞委會及內政部等主管機關

也同樣基於安全之考量頒佈許多相關易燃品之儲存安全規定然而

上述種種法規暨標準其間之差異性是存在的原因包括法規或標

準所在之社會環境與人民意識可能相去甚遠或是地理條件差異極

高事實上工廠化學品使用之多元性極難以一簡易邏輯之方式來

加以完整涵蓋因此就易燃品之儲存安全評估技術而言僅藉由法

規面來研究是不足的需再配合技術面之分析結果

就技術面而言針對不同之儲存情況透過數值模擬技術之研究

分析可獲得特定案例之各種模擬結果如可詳細了解安全距離多寡

對火災嚴重度之定量影響以及加入消防水系統之消減效能基本上

可彌補法規面之不足處也可藉以評估比較出各法規標準其間之差異

性雖此研究評估技術之工作耗時耗費但相對的工廠可獲得其他

之邊際效益如 提供火災緊急應變狀況之資訊

本技術手冊前段部份旨在彙整目前國內外較具代表性之法規標

2

準以提供工廠使用者執行新設廠或擴建佈置工作可依自己工廠

之環境特性直接選擇適當之規範參考用但如前段所述從上述規

範中所得之結果僅是一安全距離訂定值極難對易燃品火災可能發生

之嚴重情形有所判斷更難去對消防撒水的消減效能有定量上的估

計本手冊中中段部分將就技術面說明儲槽火災數值模擬技術用

以協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延燒

效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能其可實際將儲槽區之火

災風險量化出在手冊之末段將提出一評估應用案例供本手冊使用

者參照用

3

第二章 易燃品儲槽區安全之法規標準

21 儲槽區內之安全距離

在儲槽與儲槽安全距離探討部份可知其目的在於當一儲槽

發生災害(如火災)時可藉著安全距離來隔離延燒至他槽亦

或是減緩傳播的速度以待救援下述收集分析國外 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範與國內相關法規對此有詳盡的規定於後續三小節作一彙整探討在第四章中將以數值理論模擬方法來

探討相關儲槽安全評估

211美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 為美國消防協會針對易燃和可燃液體(Flammable and Combustible liquids)管制所制定之法規在其中儲槽儲存部份其明訂了相互之間之安全距離標準值而使用時所用之參數

包括內容品本身之閃火點及特性儲槽之型式大小尺寸及相關

之安全措施等請參考表 1另外此表中談及之特定詞定義請參

考表後之說明

4

表 1 NFPA 30儲槽與儲槽之安全距離

固定式或臥式儲槽

(fixed or horizontal tanks)

浮頂式儲槽

(floating roof tanks)

液 類 分 類

儲 閃 槽 火 型 點 ()

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Ⅰ FP＜378

Ⅱ 378leFP＜60

61

(D1+D2)

須大於 09m

41

(D1+D2)

31

(D1+D2)

ⅢA 60leFP＜93

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

ⅢB 93leFP 若與ⅠⅡ類液體置放同一防溢堤內則比照上表ⅠⅡ類液體之部份設計

否則其間距大於 09m即可

不穩定液體

(unstable liquids)

須大於21

(D1+D2)

說明 1本基準ldquo閃火點 Flash Point FP rdquo為用 closed cup方法測

試的

2 D儲槽外徑D1D2為相鄰兩儲槽外徑

3緊急洩放池(Remote Impounding)設計須依下列規定

5

(1)儲槽至洩放池距離至少 15mm其傾斜度不可小於

1

(2)洩放池容積不可小於最大儲槽容積

(3)洩放路線之設計需注意若洩放路線著火將不會

殃及其他儲槽或相鄰周界

(4)洩放池邊界與周界或其他儲槽相距至少 15 m以上

4不安定液體(unstable liquids)定義如下

在生產或輸送過程極活潑產生聚合分解凝縮

反應或在震動壓力溫度變化下即產生自我反應此

種液體稱為不穩定液體

5浮頂式和固定式儲槽認定

(1)浮頂式儲槽

依照 API 650設計浮艙式(PONTOON TYPE)雙

甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規

定設計

a內部浮頂儲槽依照 API 650規定設計浮艙式雙

甲板式

b內部浮頂蓋有液態浮動裝置 (LIQUID-TIGHT

METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失

去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(2)固定式儲槽

第(1)點除外儲槽

6

內浮頂儲槽其浮體盤槽頂端蓋不符合(1)-規

定或用塑性泡綿(Plastic foam)為材料而外用金

屬玻璃纖維包覆則視為固定式儲糟

212 Exxon 標準

在 Exxon 標準中對於廠區中儲槽與儲槽的安全距離標

準值之訂定所使用的參數有內容物的閃火點高低特性

儲槽的型式密集狀況等請參考表 2另外表中所使用之名詞定義請參考表後之說明

表 2 Exxon儲槽與儲槽之安全距離

浮 頂 式 固 定 型

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

低

閃

火

點

FPlt 70

34 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

225mle34Dle60m D 12D D

但大於 30m

高

閃

火

點

70leFP

12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle12D le60m 12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle 12Dle60m

原油

(CRUDE OIL)

34 D 但小於 60m

不允許 不允許 32 D

(但配對儲槽不允許)

不允許 不允許

說明

A本基準ldquo閃火點ldquo為用 closed cup 方法測試的

B 在同一閃火點分類區中D指單一儲槽外徑或兩個以上儲槽中之

儲 槽 形 式

閃 火 點 之 分 類

7

較大外徑者其間距是指胴體外緣至胴體外緣距離

C原油是指沒有精煉過程之碳氫化合物且包含其他具沸溢

(BOIL-OVER)傾向之液體

D高閃火點和低閃火點儲槽間之安全間距以低閃火點儲槽間距設定

E儲存液體閃火點在 70leFPlt93之儲槽群若符合下列所有條

件則儲槽間之安全間距可為(16所有儲槽外徑和)

(A)無一儲槽外徑小於其鄰近儲槽外徑 12安全間距也不小於該

較小儲槽外徑 12且群組儲槽間之安全間距均不小於 15m

(B)群組儲槽容積和小於 15900m3

(C)儲存液體未加熱至 93以上且加熱溫度不在其身閃火點 28以內

(D)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能使該液體之閃

火點低於(C)項所設定範圍

F高閃火點液體儲槽若儲槽儲存溫度大於其內容物閃火點 8以上或在其自身閃火點 8範圍內則其儲槽需視為低閃火點儲槽

G閃火點高於 93以上液體儲槽若符合下列所有條件則儲槽間

之安全間距可為 15m

(A)儲存液體一般儲存在室溫或若加熱時溫度不超過 93以上且加熱溫度不在於其自身閃點 28範圍以內

(B)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能會使該液體之

閃火點低於(A)項所設定範圍

H低閃火點(FPlt70)液體儲槽除浮艙式(PONTOON FLOATING)儲槽外其外徑限制於 45m內

I浮頂式和固定式儲槽認定

(A)浮頂式儲槽

a依照 API 650設計浮艙式(PONTOON FLOATING)雙甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

b外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規定設計

8

(a)內部浮頂儲槽依照AP1650規定設計浮艙式雙甲板式

(b)內部浮頂蓋有液態浮動裝置(LIQUID-TIGHT METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(B)固定式儲槽

a第(A)點除外儲槽

b內浮頂儲槽其浮體盤槽頂槽蓋不符合(A)-b規定或用塑性泡綿(plastic foam)為材料而外用金屬玻璃纖維包

覆則視為固定式儲槽

213 Mobil 標準

Mobil 標準對儲槽與儲槽之安全距離標準值設定所使用之參

數除內容物之閃火點高低特性外並包括其超過指定數量的倍

數請參考表 3另外表中之代號定義請參考表後之說明

9

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離

儲槽安全距離(FP閃火點) 危險物之最大

儲存數量 FPlt70 70leFPlt200 200 le FP 生石灰第６類危險物

指定數量在 500倍以下之數量

3m以上

(L)

23 L

但不得小於 3 m

13 L 但不得小於 3m

19 L 但不得小於 15m

指定數量超過

500倍1000倍以下之數量

5m以上

(L)

5 mtimes23以上 13 L 但不得小於 3m

19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

1000倍2000倍以下之數量

9m以上

(L)

6 m以上 3 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

2000倍3000倍以下之數量

12m以上

(L)

8 m以上 12 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

3000倍4 000倍以下之數量

15m以上

(L)

10 m以上 15 m x 13 以上

19 L

53 m以上

指定數量超出

4000倍以上

取儲槽之直徑 D 或高度 H 之大值但不

得小於 15m

臥式儲槽取儲槽長

度 L

23Dor 23H 取大

值但不得小於

10m

臥式儲槽取 23 L

13D或 13H取大值但不得少於

5m

臥式儲槽取 13 L

19 D 或 19 H 取大值 但 不 得 小 於

53m

臥式儲槽取 19 L

說明 1L係指臥式儲槽之長度 2縱座標欄中之危險物指定數量請參考附件一

10

214 國內規範

民國八十七年勞委會修訂之高壓氣體勞工安全規則 [3]中規定

第三十五條 自儲存能力在三百立方公尺或三千公斤以上之可

燃性氣體儲槽外面至其他可燃性氣體或氧氣儲槽

間應保持一公尺或以該儲槽及其他可燃性氣體或

氧氣儲槽之最大直徑和之四分之一以上較大者之

距離但設有水噴霧裝置或具有同等以上有效防火

及滅火能力之設施者不在此限

經濟部工業局曾於民國八十三年委託中國技術服務社執行ldquo國

內化學工廠製程佈置安全評估ldquo [10]其參考美國消防協會標準

(NFPA)美國石油協會(API)以及工業保險協會(IRI)等規範彙整後提出一適用於國內環境的化學工廠用之安全距離建議值附於下表

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

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11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

IV

V

圖 目 錄

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖 20

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內) 21

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以上) 21

圖 4 NFPA 30 防溢堤與周界示意圖 21

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖 22

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖 24

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區 45

圖 8安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果 52

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢 52

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時槽內流

體與槽壁的溫昇趨勢 53

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢 53

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖 54

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(丙酮儲槽發生火災產生熱輻射) 58

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射) 58

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(丁酮儲槽發生火災產生熱輻射) 59

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果

(丁酮儲槽發生火災產生熱輻射) 59

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 60

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 60

VI

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 61

圖 20丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 61

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬

結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 62

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 62

1

第一章 前言

易燃品儲存區一直是工廠的最大潛在危害區域之一當操作不當

或其他外界熱源因素而引起火災時因為儲量大之特性使然致使搶

救不易直接導致重大的財產損失及人員傷亡有時間接地骨牌效應

擴及鄰邊其他設備或廠房造成更大的危害因此適當的周邊保護

設施配合安全距離配置為儲存區防護之基礎重要工作

有關工廠佈置的設計是非常複雜的工作受多種因素的影響很

大廠區面積有限必使各項設備擁擠一起進行工廠佈置時需兼

顧很多技術面及經濟面互相牽制的因素至於擔任工廠設計安全評估

的人員則從安全之角度以減少災害損失之發生機率及範圍著眼

來評估考慮各項製程及儲存設備的相關位置此安全評估將包括法規

面與技術面等方法

就法規面而言國內外法規標準資料中有關易燃易爆品之儲存

包括儲槽區及倉庫儲存等其安全距離與周圍設施工程設計皆有規

定美國消防協會（NFPA）及美國石油協會（API）即針對儲槽區及儲存區之安全訂定出基本的標準包括安全距離槽體撒水保護設

施方面此外 Exxon以及Mobil等具規模之公司也都訂有不同的規

範及標準在國內之法規中經濟部勞委會及內政部等主管機關

也同樣基於安全之考量頒佈許多相關易燃品之儲存安全規定然而

上述種種法規暨標準其間之差異性是存在的原因包括法規或標

準所在之社會環境與人民意識可能相去甚遠或是地理條件差異極

高事實上工廠化學品使用之多元性極難以一簡易邏輯之方式來

加以完整涵蓋因此就易燃品之儲存安全評估技術而言僅藉由法

規面來研究是不足的需再配合技術面之分析結果

就技術面而言針對不同之儲存情況透過數值模擬技術之研究

分析可獲得特定案例之各種模擬結果如可詳細了解安全距離多寡

對火災嚴重度之定量影響以及加入消防水系統之消減效能基本上

可彌補法規面之不足處也可藉以評估比較出各法規標準其間之差異

性雖此研究評估技術之工作耗時耗費但相對的工廠可獲得其他

之邊際效益如 提供火災緊急應變狀況之資訊

本技術手冊前段部份旨在彙整目前國內外較具代表性之法規標

2

準以提供工廠使用者執行新設廠或擴建佈置工作可依自己工廠

之環境特性直接選擇適當之規範參考用但如前段所述從上述規

範中所得之結果僅是一安全距離訂定值極難對易燃品火災可能發生

之嚴重情形有所判斷更難去對消防撒水的消減效能有定量上的估

計本手冊中中段部分將就技術面說明儲槽火災數值模擬技術用

以協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延燒

效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能其可實際將儲槽區之火

災風險量化出在手冊之末段將提出一評估應用案例供本手冊使用

者參照用

3

第二章 易燃品儲槽區安全之法規標準

21 儲槽區內之安全距離

在儲槽與儲槽安全距離探討部份可知其目的在於當一儲槽

發生災害(如火災)時可藉著安全距離來隔離延燒至他槽亦

或是減緩傳播的速度以待救援下述收集分析國外 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範與國內相關法規對此有詳盡的規定於後續三小節作一彙整探討在第四章中將以數值理論模擬方法來

探討相關儲槽安全評估

211美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 為美國消防協會針對易燃和可燃液體(Flammable and Combustible liquids)管制所制定之法規在其中儲槽儲存部份其明訂了相互之間之安全距離標準值而使用時所用之參數

包括內容品本身之閃火點及特性儲槽之型式大小尺寸及相關

之安全措施等請參考表 1另外此表中談及之特定詞定義請參

考表後之說明

4

表 1 NFPA 30儲槽與儲槽之安全距離

固定式或臥式儲槽

(fixed or horizontal tanks)

浮頂式儲槽

(floating roof tanks)

液 類 分 類

儲 閃 槽 火 型 點 ()

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Ⅰ FP＜378

Ⅱ 378leFP＜60

61

(D1+D2)

須大於 09m

41

(D1+D2)

31

(D1+D2)

ⅢA 60leFP＜93

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

ⅢB 93leFP 若與ⅠⅡ類液體置放同一防溢堤內則比照上表ⅠⅡ類液體之部份設計

否則其間距大於 09m即可

不穩定液體

(unstable liquids)

須大於21

(D1+D2)

說明 1本基準ldquo閃火點 Flash Point FP rdquo為用 closed cup方法測

試的

2 D儲槽外徑D1D2為相鄰兩儲槽外徑

3緊急洩放池(Remote Impounding)設計須依下列規定

5

(1)儲槽至洩放池距離至少 15mm其傾斜度不可小於

1

(2)洩放池容積不可小於最大儲槽容積

(3)洩放路線之設計需注意若洩放路線著火將不會

殃及其他儲槽或相鄰周界

(4)洩放池邊界與周界或其他儲槽相距至少 15 m以上

4不安定液體(unstable liquids)定義如下

在生產或輸送過程極活潑產生聚合分解凝縮

反應或在震動壓力溫度變化下即產生自我反應此

種液體稱為不穩定液體

5浮頂式和固定式儲槽認定

(1)浮頂式儲槽

依照 API 650設計浮艙式(PONTOON TYPE)雙

甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規

定設計

a內部浮頂儲槽依照 API 650規定設計浮艙式雙

甲板式

b內部浮頂蓋有液態浮動裝置 (LIQUID-TIGHT

METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失

去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(2)固定式儲槽

第(1)點除外儲槽

6

內浮頂儲槽其浮體盤槽頂端蓋不符合(1)-規

定或用塑性泡綿(Plastic foam)為材料而外用金

屬玻璃纖維包覆則視為固定式儲糟

212 Exxon 標準

在 Exxon 標準中對於廠區中儲槽與儲槽的安全距離標

準值之訂定所使用的參數有內容物的閃火點高低特性

儲槽的型式密集狀況等請參考表 2另外表中所使用之名詞定義請參考表後之說明

表 2 Exxon儲槽與儲槽之安全距離

浮 頂 式 固 定 型

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

低

閃

火

點

FPlt 70

34 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

225mle34Dle60m D 12D D

但大於 30m

高

閃

火

點

70leFP

12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle12D le60m 12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle 12Dle60m

原油

(CRUDE OIL)

34 D 但小於 60m

不允許 不允許 32 D

(但配對儲槽不允許)

不允許 不允許

說明

A本基準ldquo閃火點ldquo為用 closed cup 方法測試的

B 在同一閃火點分類區中D指單一儲槽外徑或兩個以上儲槽中之

儲 槽 形 式

閃 火 點 之 分 類

7

較大外徑者其間距是指胴體外緣至胴體外緣距離

C原油是指沒有精煉過程之碳氫化合物且包含其他具沸溢

(BOIL-OVER)傾向之液體

D高閃火點和低閃火點儲槽間之安全間距以低閃火點儲槽間距設定

E儲存液體閃火點在 70leFPlt93之儲槽群若符合下列所有條

件則儲槽間之安全間距可為(16所有儲槽外徑和)

(A)無一儲槽外徑小於其鄰近儲槽外徑 12安全間距也不小於該

較小儲槽外徑 12且群組儲槽間之安全間距均不小於 15m

(B)群組儲槽容積和小於 15900m3

(C)儲存液體未加熱至 93以上且加熱溫度不在其身閃火點 28以內

(D)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能使該液體之閃

火點低於(C)項所設定範圍

F高閃火點液體儲槽若儲槽儲存溫度大於其內容物閃火點 8以上或在其自身閃火點 8範圍內則其儲槽需視為低閃火點儲槽

G閃火點高於 93以上液體儲槽若符合下列所有條件則儲槽間

之安全間距可為 15m

(A)儲存液體一般儲存在室溫或若加熱時溫度不超過 93以上且加熱溫度不在於其自身閃點 28範圍以內

(B)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能會使該液體之

閃火點低於(A)項所設定範圍

H低閃火點(FPlt70)液體儲槽除浮艙式(PONTOON FLOATING)儲槽外其外徑限制於 45m內

I浮頂式和固定式儲槽認定

(A)浮頂式儲槽

a依照 API 650設計浮艙式(PONTOON FLOATING)雙甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

b外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規定設計

8

(a)內部浮頂儲槽依照AP1650規定設計浮艙式雙甲板式

(b)內部浮頂蓋有液態浮動裝置(LIQUID-TIGHT METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(B)固定式儲槽

a第(A)點除外儲槽

b內浮頂儲槽其浮體盤槽頂槽蓋不符合(A)-b規定或用塑性泡綿(plastic foam)為材料而外用金屬玻璃纖維包

覆則視為固定式儲槽

213 Mobil 標準

Mobil 標準對儲槽與儲槽之安全距離標準值設定所使用之參

數除內容物之閃火點高低特性外並包括其超過指定數量的倍

數請參考表 3另外表中之代號定義請參考表後之說明

9

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離

儲槽安全距離(FP閃火點) 危險物之最大

儲存數量 FPlt70 70leFPlt200 200 le FP 生石灰第６類危險物

指定數量在 500倍以下之數量

3m以上

(L)

23 L

但不得小於 3 m

13 L 但不得小於 3m

19 L 但不得小於 15m

指定數量超過

500倍1000倍以下之數量

5m以上

(L)

5 mtimes23以上 13 L 但不得小於 3m

19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

1000倍2000倍以下之數量

9m以上

(L)

6 m以上 3 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

2000倍3000倍以下之數量

12m以上

(L)

8 m以上 12 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

3000倍4 000倍以下之數量

15m以上

(L)

10 m以上 15 m x 13 以上

19 L

53 m以上

指定數量超出

4000倍以上

取儲槽之直徑 D 或高度 H 之大值但不

得小於 15m

臥式儲槽取儲槽長

度 L

23Dor 23H 取大

值但不得小於

10m

臥式儲槽取 23 L

13D或 13H取大值但不得少於

5m

臥式儲槽取 13 L

19 D 或 19 H 取大值 但 不 得 小 於

53m

臥式儲槽取 19 L

說明 1L係指臥式儲槽之長度 2縱座標欄中之危險物指定數量請參考附件一

10

214 國內規範

民國八十七年勞委會修訂之高壓氣體勞工安全規則 [3]中規定

第三十五條 自儲存能力在三百立方公尺或三千公斤以上之可

燃性氣體儲槽外面至其他可燃性氣體或氧氣儲槽

間應保持一公尺或以該儲槽及其他可燃性氣體或

氧氣儲槽之最大直徑和之四分之一以上較大者之

距離但設有水噴霧裝置或具有同等以上有效防火

及滅火能力之設施者不在此限

經濟部工業局曾於民國八十三年委託中國技術服務社執行ldquo國

內化學工廠製程佈置安全評估ldquo [10]其參考美國消防協會標準

(NFPA)美國石油協會(API)以及工業保險協會(IRI)等規範彙整後提出一適用於國內環境的化學工廠用之安全距離建議值附於下表

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

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21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

V

圖 目 錄

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖 20

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內) 21

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以上) 21

圖 4 NFPA 30 防溢堤與周界示意圖 21

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖 22

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖 24

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區 45

圖 8安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果 52

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢 52

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時槽內流

體與槽壁的溫昇趨勢 53

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢 53

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖 54

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(丙酮儲槽發生火災產生熱輻射) 58

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射) 58

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(丁酮儲槽發生火災產生熱輻射) 59

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果

(丁酮儲槽發生火災產生熱輻射) 59

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 60

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 60

VI

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 61

圖 20丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 61

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬

結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 62

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 62

1

第一章 前言

易燃品儲存區一直是工廠的最大潛在危害區域之一當操作不當

或其他外界熱源因素而引起火災時因為儲量大之特性使然致使搶

救不易直接導致重大的財產損失及人員傷亡有時間接地骨牌效應

擴及鄰邊其他設備或廠房造成更大的危害因此適當的周邊保護

設施配合安全距離配置為儲存區防護之基礎重要工作

有關工廠佈置的設計是非常複雜的工作受多種因素的影響很

大廠區面積有限必使各項設備擁擠一起進行工廠佈置時需兼

顧很多技術面及經濟面互相牽制的因素至於擔任工廠設計安全評估

的人員則從安全之角度以減少災害損失之發生機率及範圍著眼

來評估考慮各項製程及儲存設備的相關位置此安全評估將包括法規

面與技術面等方法

就法規面而言國內外法規標準資料中有關易燃易爆品之儲存

包括儲槽區及倉庫儲存等其安全距離與周圍設施工程設計皆有規

定美國消防協會（NFPA）及美國石油協會（API）即針對儲槽區及儲存區之安全訂定出基本的標準包括安全距離槽體撒水保護設

施方面此外 Exxon以及Mobil等具規模之公司也都訂有不同的規

範及標準在國內之法規中經濟部勞委會及內政部等主管機關

也同樣基於安全之考量頒佈許多相關易燃品之儲存安全規定然而

上述種種法規暨標準其間之差異性是存在的原因包括法規或標

準所在之社會環境與人民意識可能相去甚遠或是地理條件差異極

高事實上工廠化學品使用之多元性極難以一簡易邏輯之方式來

加以完整涵蓋因此就易燃品之儲存安全評估技術而言僅藉由法

規面來研究是不足的需再配合技術面之分析結果

就技術面而言針對不同之儲存情況透過數值模擬技術之研究

分析可獲得特定案例之各種模擬結果如可詳細了解安全距離多寡

對火災嚴重度之定量影響以及加入消防水系統之消減效能基本上

可彌補法規面之不足處也可藉以評估比較出各法規標準其間之差異

性雖此研究評估技術之工作耗時耗費但相對的工廠可獲得其他

之邊際效益如 提供火災緊急應變狀況之資訊

本技術手冊前段部份旨在彙整目前國內外較具代表性之法規標

2

準以提供工廠使用者執行新設廠或擴建佈置工作可依自己工廠

之環境特性直接選擇適當之規範參考用但如前段所述從上述規

範中所得之結果僅是一安全距離訂定值極難對易燃品火災可能發生

之嚴重情形有所判斷更難去對消防撒水的消減效能有定量上的估

計本手冊中中段部分將就技術面說明儲槽火災數值模擬技術用

以協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延燒

效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能其可實際將儲槽區之火

災風險量化出在手冊之末段將提出一評估應用案例供本手冊使用

者參照用

3

第二章 易燃品儲槽區安全之法規標準

21 儲槽區內之安全距離

在儲槽與儲槽安全距離探討部份可知其目的在於當一儲槽

發生災害(如火災)時可藉著安全距離來隔離延燒至他槽亦

或是減緩傳播的速度以待救援下述收集分析國外 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範與國內相關法規對此有詳盡的規定於後續三小節作一彙整探討在第四章中將以數值理論模擬方法來

探討相關儲槽安全評估

211美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 為美國消防協會針對易燃和可燃液體(Flammable and Combustible liquids)管制所制定之法規在其中儲槽儲存部份其明訂了相互之間之安全距離標準值而使用時所用之參數

包括內容品本身之閃火點及特性儲槽之型式大小尺寸及相關

之安全措施等請參考表 1另外此表中談及之特定詞定義請參

考表後之說明

4

表 1 NFPA 30儲槽與儲槽之安全距離

固定式或臥式儲槽

(fixed or horizontal tanks)

浮頂式儲槽

(floating roof tanks)

液 類 分 類

儲 閃 槽 火 型 點 ()

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Ⅰ FP＜378

Ⅱ 378leFP＜60

61

(D1+D2)

須大於 09m

41

(D1+D2)

31

(D1+D2)

ⅢA 60leFP＜93

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

ⅢB 93leFP 若與ⅠⅡ類液體置放同一防溢堤內則比照上表ⅠⅡ類液體之部份設計

否則其間距大於 09m即可

不穩定液體

(unstable liquids)

須大於21

(D1+D2)

說明 1本基準ldquo閃火點 Flash Point FP rdquo為用 closed cup方法測

試的

2 D儲槽外徑D1D2為相鄰兩儲槽外徑

3緊急洩放池(Remote Impounding)設計須依下列規定

5

(1)儲槽至洩放池距離至少 15mm其傾斜度不可小於

1

(2)洩放池容積不可小於最大儲槽容積

(3)洩放路線之設計需注意若洩放路線著火將不會

殃及其他儲槽或相鄰周界

(4)洩放池邊界與周界或其他儲槽相距至少 15 m以上

4不安定液體(unstable liquids)定義如下

在生產或輸送過程極活潑產生聚合分解凝縮

反應或在震動壓力溫度變化下即產生自我反應此

種液體稱為不穩定液體

5浮頂式和固定式儲槽認定

(1)浮頂式儲槽

依照 API 650設計浮艙式(PONTOON TYPE)雙

甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規

定設計

a內部浮頂儲槽依照 API 650規定設計浮艙式雙

甲板式

b內部浮頂蓋有液態浮動裝置 (LIQUID-TIGHT

METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失

去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(2)固定式儲槽

第(1)點除外儲槽

6

內浮頂儲槽其浮體盤槽頂端蓋不符合(1)-規

定或用塑性泡綿(Plastic foam)為材料而外用金

屬玻璃纖維包覆則視為固定式儲糟

212 Exxon 標準

在 Exxon 標準中對於廠區中儲槽與儲槽的安全距離標

準值之訂定所使用的參數有內容物的閃火點高低特性

儲槽的型式密集狀況等請參考表 2另外表中所使用之名詞定義請參考表後之說明

表 2 Exxon儲槽與儲槽之安全距離

浮 頂 式 固 定 型

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

低

閃

火

點

FPlt 70

34 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

225mle34Dle60m D 12D D

但大於 30m

高

閃

火

點

70leFP

12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle12D le60m 12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle 12Dle60m

原油

(CRUDE OIL)

34 D 但小於 60m

不允許 不允許 32 D

(但配對儲槽不允許)

不允許 不允許

說明

A本基準ldquo閃火點ldquo為用 closed cup 方法測試的

B 在同一閃火點分類區中D指單一儲槽外徑或兩個以上儲槽中之

儲 槽 形 式

閃 火 點 之 分 類

7

較大外徑者其間距是指胴體外緣至胴體外緣距離

C原油是指沒有精煉過程之碳氫化合物且包含其他具沸溢

(BOIL-OVER)傾向之液體

D高閃火點和低閃火點儲槽間之安全間距以低閃火點儲槽間距設定

E儲存液體閃火點在 70leFPlt93之儲槽群若符合下列所有條

件則儲槽間之安全間距可為(16所有儲槽外徑和)

(A)無一儲槽外徑小於其鄰近儲槽外徑 12安全間距也不小於該

較小儲槽外徑 12且群組儲槽間之安全間距均不小於 15m

(B)群組儲槽容積和小於 15900m3

(C)儲存液體未加熱至 93以上且加熱溫度不在其身閃火點 28以內

(D)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能使該液體之閃

火點低於(C)項所設定範圍

F高閃火點液體儲槽若儲槽儲存溫度大於其內容物閃火點 8以上或在其自身閃火點 8範圍內則其儲槽需視為低閃火點儲槽

G閃火點高於 93以上液體儲槽若符合下列所有條件則儲槽間

之安全間距可為 15m

(A)儲存液體一般儲存在室溫或若加熱時溫度不超過 93以上且加熱溫度不在於其自身閃點 28範圍以內

(B)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能會使該液體之

閃火點低於(A)項所設定範圍

H低閃火點(FPlt70)液體儲槽除浮艙式(PONTOON FLOATING)儲槽外其外徑限制於 45m內

I浮頂式和固定式儲槽認定

(A)浮頂式儲槽

a依照 API 650設計浮艙式(PONTOON FLOATING)雙甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

b外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規定設計

8

(a)內部浮頂儲槽依照AP1650規定設計浮艙式雙甲板式

(b)內部浮頂蓋有液態浮動裝置(LIQUID-TIGHT METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(B)固定式儲槽

a第(A)點除外儲槽

b內浮頂儲槽其浮體盤槽頂槽蓋不符合(A)-b規定或用塑性泡綿(plastic foam)為材料而外用金屬玻璃纖維包

覆則視為固定式儲槽

213 Mobil 標準

Mobil 標準對儲槽與儲槽之安全距離標準值設定所使用之參

數除內容物之閃火點高低特性外並包括其超過指定數量的倍

數請參考表 3另外表中之代號定義請參考表後之說明

9

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離

儲槽安全距離(FP閃火點) 危險物之最大

儲存數量 FPlt70 70leFPlt200 200 le FP 生石灰第６類危險物

指定數量在 500倍以下之數量

3m以上

(L)

23 L

但不得小於 3 m

13 L 但不得小於 3m

19 L 但不得小於 15m

指定數量超過

500倍1000倍以下之數量

5m以上

(L)

5 mtimes23以上 13 L 但不得小於 3m

19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

1000倍2000倍以下之數量

9m以上

(L)

6 m以上 3 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

2000倍3000倍以下之數量

12m以上

(L)

8 m以上 12 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

3000倍4 000倍以下之數量

15m以上

(L)

10 m以上 15 m x 13 以上

19 L

53 m以上

指定數量超出

4000倍以上

取儲槽之直徑 D 或高度 H 之大值但不

得小於 15m

臥式儲槽取儲槽長

度 L

23Dor 23H 取大

值但不得小於

10m

臥式儲槽取 23 L

13D或 13H取大值但不得少於

5m

臥式儲槽取 13 L

19 D 或 19 H 取大值 但 不 得 小 於

53m

臥式儲槽取 19 L

說明 1L係指臥式儲槽之長度 2縱座標欄中之危險物指定數量請參考附件一

10

214 國內規範

民國八十七年勞委會修訂之高壓氣體勞工安全規則 [3]中規定

第三十五條 自儲存能力在三百立方公尺或三千公斤以上之可

燃性氣體儲槽外面至其他可燃性氣體或氧氣儲槽

間應保持一公尺或以該儲槽及其他可燃性氣體或

氧氣儲槽之最大直徑和之四分之一以上較大者之

距離但設有水噴霧裝置或具有同等以上有效防火

及滅火能力之設施者不在此限

經濟部工業局曾於民國八十三年委託中國技術服務社執行ldquo國

內化學工廠製程佈置安全評估ldquo [10]其參考美國消防協會標準

(NFPA)美國石油協會(API)以及工業保險協會(IRI)等規範彙整後提出一適用於國內環境的化學工廠用之安全距離建議值附於下表

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

VI

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 61

圖 20丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 61

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬

結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 62

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果

(甲苯儲槽發生火災產生熱輻射) 62

1

第一章 前言

易燃品儲存區一直是工廠的最大潛在危害區域之一當操作不當

或其他外界熱源因素而引起火災時因為儲量大之特性使然致使搶

救不易直接導致重大的財產損失及人員傷亡有時間接地骨牌效應

擴及鄰邊其他設備或廠房造成更大的危害因此適當的周邊保護

設施配合安全距離配置為儲存區防護之基礎重要工作

有關工廠佈置的設計是非常複雜的工作受多種因素的影響很

大廠區面積有限必使各項設備擁擠一起進行工廠佈置時需兼

顧很多技術面及經濟面互相牽制的因素至於擔任工廠設計安全評估

的人員則從安全之角度以減少災害損失之發生機率及範圍著眼

來評估考慮各項製程及儲存設備的相關位置此安全評估將包括法規

面與技術面等方法

就法規面而言國內外法規標準資料中有關易燃易爆品之儲存

包括儲槽區及倉庫儲存等其安全距離與周圍設施工程設計皆有規

定美國消防協會（NFPA）及美國石油協會（API）即針對儲槽區及儲存區之安全訂定出基本的標準包括安全距離槽體撒水保護設

施方面此外 Exxon以及Mobil等具規模之公司也都訂有不同的規

範及標準在國內之法規中經濟部勞委會及內政部等主管機關

也同樣基於安全之考量頒佈許多相關易燃品之儲存安全規定然而

上述種種法規暨標準其間之差異性是存在的原因包括法規或標

準所在之社會環境與人民意識可能相去甚遠或是地理條件差異極

高事實上工廠化學品使用之多元性極難以一簡易邏輯之方式來

加以完整涵蓋因此就易燃品之儲存安全評估技術而言僅藉由法

規面來研究是不足的需再配合技術面之分析結果

就技術面而言針對不同之儲存情況透過數值模擬技術之研究

分析可獲得特定案例之各種模擬結果如可詳細了解安全距離多寡

對火災嚴重度之定量影響以及加入消防水系統之消減效能基本上

可彌補法規面之不足處也可藉以評估比較出各法規標準其間之差異

性雖此研究評估技術之工作耗時耗費但相對的工廠可獲得其他

之邊際效益如 提供火災緊急應變狀況之資訊

本技術手冊前段部份旨在彙整目前國內外較具代表性之法規標

2

準以提供工廠使用者執行新設廠或擴建佈置工作可依自己工廠

之環境特性直接選擇適當之規範參考用但如前段所述從上述規

範中所得之結果僅是一安全距離訂定值極難對易燃品火災可能發生

之嚴重情形有所判斷更難去對消防撒水的消減效能有定量上的估

計本手冊中中段部分將就技術面說明儲槽火災數值模擬技術用

以協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延燒

效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能其可實際將儲槽區之火

災風險量化出在手冊之末段將提出一評估應用案例供本手冊使用

者參照用

3

第二章 易燃品儲槽區安全之法規標準

21 儲槽區內之安全距離

在儲槽與儲槽安全距離探討部份可知其目的在於當一儲槽

發生災害(如火災)時可藉著安全距離來隔離延燒至他槽亦

或是減緩傳播的速度以待救援下述收集分析國外 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範與國內相關法規對此有詳盡的規定於後續三小節作一彙整探討在第四章中將以數值理論模擬方法來

探討相關儲槽安全評估

211美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 為美國消防協會針對易燃和可燃液體(Flammable and Combustible liquids)管制所制定之法規在其中儲槽儲存部份其明訂了相互之間之安全距離標準值而使用時所用之參數

包括內容品本身之閃火點及特性儲槽之型式大小尺寸及相關

之安全措施等請參考表 1另外此表中談及之特定詞定義請參

考表後之說明

4

表 1 NFPA 30儲槽與儲槽之安全距離

固定式或臥式儲槽

(fixed or horizontal tanks)

浮頂式儲槽

(floating roof tanks)

液 類 分 類

儲 閃 槽 火 型 點 ()

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Ⅰ FP＜378

Ⅱ 378leFP＜60

61

(D1+D2)

須大於 09m

41

(D1+D2)

31

(D1+D2)

ⅢA 60leFP＜93

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

ⅢB 93leFP 若與ⅠⅡ類液體置放同一防溢堤內則比照上表ⅠⅡ類液體之部份設計

否則其間距大於 09m即可

不穩定液體

(unstable liquids)

須大於21

(D1+D2)

說明 1本基準ldquo閃火點 Flash Point FP rdquo為用 closed cup方法測

試的

2 D儲槽外徑D1D2為相鄰兩儲槽外徑

3緊急洩放池(Remote Impounding)設計須依下列規定

5

(1)儲槽至洩放池距離至少 15mm其傾斜度不可小於

1

(2)洩放池容積不可小於最大儲槽容積

(3)洩放路線之設計需注意若洩放路線著火將不會

殃及其他儲槽或相鄰周界

(4)洩放池邊界與周界或其他儲槽相距至少 15 m以上

4不安定液體(unstable liquids)定義如下

在生產或輸送過程極活潑產生聚合分解凝縮

反應或在震動壓力溫度變化下即產生自我反應此

種液體稱為不穩定液體

5浮頂式和固定式儲槽認定

(1)浮頂式儲槽

依照 API 650設計浮艙式(PONTOON TYPE)雙

甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規

定設計

a內部浮頂儲槽依照 API 650規定設計浮艙式雙

甲板式

b內部浮頂蓋有液態浮動裝置 (LIQUID-TIGHT

METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失

去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(2)固定式儲槽

第(1)點除外儲槽

6

內浮頂儲槽其浮體盤槽頂端蓋不符合(1)-規

定或用塑性泡綿(Plastic foam)為材料而外用金

屬玻璃纖維包覆則視為固定式儲糟

212 Exxon 標準

在 Exxon 標準中對於廠區中儲槽與儲槽的安全距離標

準值之訂定所使用的參數有內容物的閃火點高低特性

儲槽的型式密集狀況等請參考表 2另外表中所使用之名詞定義請參考表後之說明

表 2 Exxon儲槽與儲槽之安全距離

浮 頂 式 固 定 型

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

低

閃

火

點

FPlt 70

34 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

225mle34Dle60m D 12D D

但大於 30m

高

閃

火

點

70leFP

12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle12D le60m 12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle 12Dle60m

原油

(CRUDE OIL)

34 D 但小於 60m

不允許 不允許 32 D

(但配對儲槽不允許)

不允許 不允許

說明

A本基準ldquo閃火點ldquo為用 closed cup 方法測試的

B 在同一閃火點分類區中D指單一儲槽外徑或兩個以上儲槽中之

儲 槽 形 式

閃 火 點 之 分 類

7

較大外徑者其間距是指胴體外緣至胴體外緣距離

C原油是指沒有精煉過程之碳氫化合物且包含其他具沸溢

(BOIL-OVER)傾向之液體

D高閃火點和低閃火點儲槽間之安全間距以低閃火點儲槽間距設定

E儲存液體閃火點在 70leFPlt93之儲槽群若符合下列所有條

件則儲槽間之安全間距可為(16所有儲槽外徑和)

(A)無一儲槽外徑小於其鄰近儲槽外徑 12安全間距也不小於該

較小儲槽外徑 12且群組儲槽間之安全間距均不小於 15m

(B)群組儲槽容積和小於 15900m3

(C)儲存液體未加熱至 93以上且加熱溫度不在其身閃火點 28以內

(D)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能使該液體之閃

火點低於(C)項所設定範圍

F高閃火點液體儲槽若儲槽儲存溫度大於其內容物閃火點 8以上或在其自身閃火點 8範圍內則其儲槽需視為低閃火點儲槽

G閃火點高於 93以上液體儲槽若符合下列所有條件則儲槽間

之安全間距可為 15m

(A)儲存液體一般儲存在室溫或若加熱時溫度不超過 93以上且加熱溫度不在於其自身閃點 28範圍以內

(B)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能會使該液體之

閃火點低於(A)項所設定範圍

H低閃火點(FPlt70)液體儲槽除浮艙式(PONTOON FLOATING)儲槽外其外徑限制於 45m內

I浮頂式和固定式儲槽認定

(A)浮頂式儲槽

a依照 API 650設計浮艙式(PONTOON FLOATING)雙甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

b外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規定設計

8

(a)內部浮頂儲槽依照AP1650規定設計浮艙式雙甲板式

(b)內部浮頂蓋有液態浮動裝置(LIQUID-TIGHT METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(B)固定式儲槽

a第(A)點除外儲槽

b內浮頂儲槽其浮體盤槽頂槽蓋不符合(A)-b規定或用塑性泡綿(plastic foam)為材料而外用金屬玻璃纖維包

覆則視為固定式儲槽

213 Mobil 標準

Mobil 標準對儲槽與儲槽之安全距離標準值設定所使用之參

數除內容物之閃火點高低特性外並包括其超過指定數量的倍

數請參考表 3另外表中之代號定義請參考表後之說明

9

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離

儲槽安全距離(FP閃火點) 危險物之最大

儲存數量 FPlt70 70leFPlt200 200 le FP 生石灰第６類危險物

指定數量在 500倍以下之數量

3m以上

(L)

23 L

但不得小於 3 m

13 L 但不得小於 3m

19 L 但不得小於 15m

指定數量超過

500倍1000倍以下之數量

5m以上

(L)

5 mtimes23以上 13 L 但不得小於 3m

19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

1000倍2000倍以下之數量

9m以上

(L)

6 m以上 3 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

2000倍3000倍以下之數量

12m以上

(L)

8 m以上 12 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

3000倍4 000倍以下之數量

15m以上

(L)

10 m以上 15 m x 13 以上

19 L

53 m以上

指定數量超出

4000倍以上

取儲槽之直徑 D 或高度 H 之大值但不

得小於 15m

臥式儲槽取儲槽長

度 L

23Dor 23H 取大

值但不得小於

10m

臥式儲槽取 23 L

13D或 13H取大值但不得少於

5m

臥式儲槽取 13 L

19 D 或 19 H 取大值 但 不 得 小 於

53m

臥式儲槽取 19 L

說明 1L係指臥式儲槽之長度 2縱座標欄中之危險物指定數量請參考附件一

10

214 國內規範

民國八十七年勞委會修訂之高壓氣體勞工安全規則 [3]中規定

第三十五條 自儲存能力在三百立方公尺或三千公斤以上之可

燃性氣體儲槽外面至其他可燃性氣體或氧氣儲槽

間應保持一公尺或以該儲槽及其他可燃性氣體或

氧氣儲槽之最大直徑和之四分之一以上較大者之

距離但設有水噴霧裝置或具有同等以上有效防火

及滅火能力之設施者不在此限

經濟部工業局曾於民國八十三年委託中國技術服務社執行ldquo國

內化學工廠製程佈置安全評估ldquo [10]其參考美國消防協會標準

(NFPA)美國石油協會(API)以及工業保險協會(IRI)等規範彙整後提出一適用於國內環境的化學工廠用之安全距離建議值附於下表

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

1

第一章 前言

易燃品儲存區一直是工廠的最大潛在危害區域之一當操作不當

或其他外界熱源因素而引起火災時因為儲量大之特性使然致使搶

救不易直接導致重大的財產損失及人員傷亡有時間接地骨牌效應

擴及鄰邊其他設備或廠房造成更大的危害因此適當的周邊保護

設施配合安全距離配置為儲存區防護之基礎重要工作

有關工廠佈置的設計是非常複雜的工作受多種因素的影響很

大廠區面積有限必使各項設備擁擠一起進行工廠佈置時需兼

顧很多技術面及經濟面互相牽制的因素至於擔任工廠設計安全評估

的人員則從安全之角度以減少災害損失之發生機率及範圍著眼

來評估考慮各項製程及儲存設備的相關位置此安全評估將包括法規

面與技術面等方法

就法規面而言國內外法規標準資料中有關易燃易爆品之儲存

包括儲槽區及倉庫儲存等其安全距離與周圍設施工程設計皆有規

定美國消防協會（NFPA）及美國石油協會（API）即針對儲槽區及儲存區之安全訂定出基本的標準包括安全距離槽體撒水保護設

施方面此外 Exxon以及Mobil等具規模之公司也都訂有不同的規

範及標準在國內之法規中經濟部勞委會及內政部等主管機關

也同樣基於安全之考量頒佈許多相關易燃品之儲存安全規定然而

上述種種法規暨標準其間之差異性是存在的原因包括法規或標

準所在之社會環境與人民意識可能相去甚遠或是地理條件差異極

高事實上工廠化學品使用之多元性極難以一簡易邏輯之方式來

加以完整涵蓋因此就易燃品之儲存安全評估技術而言僅藉由法

規面來研究是不足的需再配合技術面之分析結果

就技術面而言針對不同之儲存情況透過數值模擬技術之研究

分析可獲得特定案例之各種模擬結果如可詳細了解安全距離多寡

對火災嚴重度之定量影響以及加入消防水系統之消減效能基本上

可彌補法規面之不足處也可藉以評估比較出各法規標準其間之差異

性雖此研究評估技術之工作耗時耗費但相對的工廠可獲得其他

之邊際效益如 提供火災緊急應變狀況之資訊

本技術手冊前段部份旨在彙整目前國內外較具代表性之法規標

2

準以提供工廠使用者執行新設廠或擴建佈置工作可依自己工廠

之環境特性直接選擇適當之規範參考用但如前段所述從上述規

範中所得之結果僅是一安全距離訂定值極難對易燃品火災可能發生

之嚴重情形有所判斷更難去對消防撒水的消減效能有定量上的估

計本手冊中中段部分將就技術面說明儲槽火災數值模擬技術用

以協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延燒

效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能其可實際將儲槽區之火

災風險量化出在手冊之末段將提出一評估應用案例供本手冊使用

者參照用

3

第二章 易燃品儲槽區安全之法規標準

21 儲槽區內之安全距離

在儲槽與儲槽安全距離探討部份可知其目的在於當一儲槽

發生災害(如火災)時可藉著安全距離來隔離延燒至他槽亦

或是減緩傳播的速度以待救援下述收集分析國外 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範與國內相關法規對此有詳盡的規定於後續三小節作一彙整探討在第四章中將以數值理論模擬方法來

探討相關儲槽安全評估

211美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 為美國消防協會針對易燃和可燃液體(Flammable and Combustible liquids)管制所制定之法規在其中儲槽儲存部份其明訂了相互之間之安全距離標準值而使用時所用之參數

包括內容品本身之閃火點及特性儲槽之型式大小尺寸及相關

之安全措施等請參考表 1另外此表中談及之特定詞定義請參

考表後之說明

4

表 1 NFPA 30儲槽與儲槽之安全距離

固定式或臥式儲槽

(fixed or horizontal tanks)

浮頂式儲槽

(floating roof tanks)

液 類 分 類

儲 閃 槽 火 型 點 ()

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Ⅰ FP＜378

Ⅱ 378leFP＜60

61

(D1+D2)

須大於 09m

41

(D1+D2)

31

(D1+D2)

ⅢA 60leFP＜93

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

ⅢB 93leFP 若與ⅠⅡ類液體置放同一防溢堤內則比照上表ⅠⅡ類液體之部份設計

否則其間距大於 09m即可

不穩定液體

(unstable liquids)

須大於21

(D1+D2)

說明 1本基準ldquo閃火點 Flash Point FP rdquo為用 closed cup方法測

試的

2 D儲槽外徑D1D2為相鄰兩儲槽外徑

3緊急洩放池(Remote Impounding)設計須依下列規定

5

(1)儲槽至洩放池距離至少 15mm其傾斜度不可小於

1

(2)洩放池容積不可小於最大儲槽容積

(3)洩放路線之設計需注意若洩放路線著火將不會

殃及其他儲槽或相鄰周界

(4)洩放池邊界與周界或其他儲槽相距至少 15 m以上

4不安定液體(unstable liquids)定義如下

在生產或輸送過程極活潑產生聚合分解凝縮

反應或在震動壓力溫度變化下即產生自我反應此

種液體稱為不穩定液體

5浮頂式和固定式儲槽認定

(1)浮頂式儲槽

依照 API 650設計浮艙式(PONTOON TYPE)雙

甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規

定設計

a內部浮頂儲槽依照 API 650規定設計浮艙式雙

甲板式

b內部浮頂蓋有液態浮動裝置 (LIQUID-TIGHT

METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失

去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(2)固定式儲槽

第(1)點除外儲槽

6

內浮頂儲槽其浮體盤槽頂端蓋不符合(1)-規

定或用塑性泡綿(Plastic foam)為材料而外用金

屬玻璃纖維包覆則視為固定式儲糟

212 Exxon 標準

在 Exxon 標準中對於廠區中儲槽與儲槽的安全距離標

準值之訂定所使用的參數有內容物的閃火點高低特性

儲槽的型式密集狀況等請參考表 2另外表中所使用之名詞定義請參考表後之說明

表 2 Exxon儲槽與儲槽之安全距離

浮 頂 式 固 定 型

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

低

閃

火

點

FPlt 70

34 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

225mle34Dle60m D 12D D

但大於 30m

高

閃

火

點

70leFP

12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle12D le60m 12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle 12Dle60m

原油

(CRUDE OIL)

34 D 但小於 60m

不允許 不允許 32 D

(但配對儲槽不允許)

不允許 不允許

說明

A本基準ldquo閃火點ldquo為用 closed cup 方法測試的

B 在同一閃火點分類區中D指單一儲槽外徑或兩個以上儲槽中之

儲 槽 形 式

閃 火 點 之 分 類

7

較大外徑者其間距是指胴體外緣至胴體外緣距離

C原油是指沒有精煉過程之碳氫化合物且包含其他具沸溢

(BOIL-OVER)傾向之液體

D高閃火點和低閃火點儲槽間之安全間距以低閃火點儲槽間距設定

E儲存液體閃火點在 70leFPlt93之儲槽群若符合下列所有條

件則儲槽間之安全間距可為(16所有儲槽外徑和)

(A)無一儲槽外徑小於其鄰近儲槽外徑 12安全間距也不小於該

較小儲槽外徑 12且群組儲槽間之安全間距均不小於 15m

(B)群組儲槽容積和小於 15900m3

(C)儲存液體未加熱至 93以上且加熱溫度不在其身閃火點 28以內

(D)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能使該液體之閃

火點低於(C)項所設定範圍

F高閃火點液體儲槽若儲槽儲存溫度大於其內容物閃火點 8以上或在其自身閃火點 8範圍內則其儲槽需視為低閃火點儲槽

G閃火點高於 93以上液體儲槽若符合下列所有條件則儲槽間

之安全間距可為 15m

(A)儲存液體一般儲存在室溫或若加熱時溫度不超過 93以上且加熱溫度不在於其自身閃點 28範圍以內

(B)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能會使該液體之

閃火點低於(A)項所設定範圍

H低閃火點(FPlt70)液體儲槽除浮艙式(PONTOON FLOATING)儲槽外其外徑限制於 45m內

I浮頂式和固定式儲槽認定

(A)浮頂式儲槽

a依照 API 650設計浮艙式(PONTOON FLOATING)雙甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

b外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規定設計

8

(a)內部浮頂儲槽依照AP1650規定設計浮艙式雙甲板式

(b)內部浮頂蓋有液態浮動裝置(LIQUID-TIGHT METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(B)固定式儲槽

a第(A)點除外儲槽

b內浮頂儲槽其浮體盤槽頂槽蓋不符合(A)-b規定或用塑性泡綿(plastic foam)為材料而外用金屬玻璃纖維包

覆則視為固定式儲槽

213 Mobil 標準

Mobil 標準對儲槽與儲槽之安全距離標準值設定所使用之參

數除內容物之閃火點高低特性外並包括其超過指定數量的倍

數請參考表 3另外表中之代號定義請參考表後之說明

9

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離

儲槽安全距離(FP閃火點) 危險物之最大

儲存數量 FPlt70 70leFPlt200 200 le FP 生石灰第６類危險物

指定數量在 500倍以下之數量

3m以上

(L)

23 L

但不得小於 3 m

13 L 但不得小於 3m

19 L 但不得小於 15m

指定數量超過

500倍1000倍以下之數量

5m以上

(L)

5 mtimes23以上 13 L 但不得小於 3m

19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

1000倍2000倍以下之數量

9m以上

(L)

6 m以上 3 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

2000倍3000倍以下之數量

12m以上

(L)

8 m以上 12 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

3000倍4 000倍以下之數量

15m以上

(L)

10 m以上 15 m x 13 以上

19 L

53 m以上

指定數量超出

4000倍以上

取儲槽之直徑 D 或高度 H 之大值但不

得小於 15m

臥式儲槽取儲槽長

度 L

23Dor 23H 取大

值但不得小於

10m

臥式儲槽取 23 L

13D或 13H取大值但不得少於

5m

臥式儲槽取 13 L

19 D 或 19 H 取大值 但 不 得 小 於

53m

臥式儲槽取 19 L

說明 1L係指臥式儲槽之長度 2縱座標欄中之危險物指定數量請參考附件一

10

214 國內規範

民國八十七年勞委會修訂之高壓氣體勞工安全規則 [3]中規定

第三十五條 自儲存能力在三百立方公尺或三千公斤以上之可

燃性氣體儲槽外面至其他可燃性氣體或氧氣儲槽

間應保持一公尺或以該儲槽及其他可燃性氣體或

氧氣儲槽之最大直徑和之四分之一以上較大者之

距離但設有水噴霧裝置或具有同等以上有效防火

及滅火能力之設施者不在此限

經濟部工業局曾於民國八十三年委託中國技術服務社執行ldquo國

內化學工廠製程佈置安全評估ldquo [10]其參考美國消防協會標準

(NFPA)美國石油協會(API)以及工業保險協會(IRI)等規範彙整後提出一適用於國內環境的化學工廠用之安全距離建議值附於下表

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

2

準以提供工廠使用者執行新設廠或擴建佈置工作可依自己工廠

之環境特性直接選擇適當之規範參考用但如前段所述從上述規

範中所得之結果僅是一安全距離訂定值極難對易燃品火災可能發生

之嚴重情形有所判斷更難去對消防撒水的消減效能有定量上的估

計本手冊中中段部分將就技術面說明儲槽火災數值模擬技術用

以協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延燒

效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能其可實際將儲槽區之火

災風險量化出在手冊之末段將提出一評估應用案例供本手冊使用

者參照用

3

第二章 易燃品儲槽區安全之法規標準

21 儲槽區內之安全距離

在儲槽與儲槽安全距離探討部份可知其目的在於當一儲槽

發生災害(如火災)時可藉著安全距離來隔離延燒至他槽亦

或是減緩傳播的速度以待救援下述收集分析國外 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範與國內相關法規對此有詳盡的規定於後續三小節作一彙整探討在第四章中將以數值理論模擬方法來

探討相關儲槽安全評估

211美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 為美國消防協會針對易燃和可燃液體(Flammable and Combustible liquids)管制所制定之法規在其中儲槽儲存部份其明訂了相互之間之安全距離標準值而使用時所用之參數

包括內容品本身之閃火點及特性儲槽之型式大小尺寸及相關

之安全措施等請參考表 1另外此表中談及之特定詞定義請參

考表後之說明

4

表 1 NFPA 30儲槽與儲槽之安全距離

固定式或臥式儲槽

(fixed or horizontal tanks)

浮頂式儲槽

(floating roof tanks)

液 類 分 類

儲 閃 槽 火 型 點 ()

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Ⅰ FP＜378

Ⅱ 378leFP＜60

61

(D1+D2)

須大於 09m

41

(D1+D2)

31

(D1+D2)

ⅢA 60leFP＜93

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

ⅢB 93leFP 若與ⅠⅡ類液體置放同一防溢堤內則比照上表ⅠⅡ類液體之部份設計

否則其間距大於 09m即可

不穩定液體

(unstable liquids)

須大於21

(D1+D2)

說明 1本基準ldquo閃火點 Flash Point FP rdquo為用 closed cup方法測

試的

2 D儲槽外徑D1D2為相鄰兩儲槽外徑

3緊急洩放池(Remote Impounding)設計須依下列規定

5

(1)儲槽至洩放池距離至少 15mm其傾斜度不可小於

1

(2)洩放池容積不可小於最大儲槽容積

(3)洩放路線之設計需注意若洩放路線著火將不會

殃及其他儲槽或相鄰周界

(4)洩放池邊界與周界或其他儲槽相距至少 15 m以上

4不安定液體(unstable liquids)定義如下

在生產或輸送過程極活潑產生聚合分解凝縮

反應或在震動壓力溫度變化下即產生自我反應此

種液體稱為不穩定液體

5浮頂式和固定式儲槽認定

(1)浮頂式儲槽

依照 API 650設計浮艙式(PONTOON TYPE)雙

甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規

定設計

a內部浮頂儲槽依照 API 650規定設計浮艙式雙

甲板式

b內部浮頂蓋有液態浮動裝置 (LIQUID-TIGHT

METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失

去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(2)固定式儲槽

第(1)點除外儲槽

6

內浮頂儲槽其浮體盤槽頂端蓋不符合(1)-規

定或用塑性泡綿(Plastic foam)為材料而外用金

屬玻璃纖維包覆則視為固定式儲糟

212 Exxon 標準

在 Exxon 標準中對於廠區中儲槽與儲槽的安全距離標

準值之訂定所使用的參數有內容物的閃火點高低特性

儲槽的型式密集狀況等請參考表 2另外表中所使用之名詞定義請參考表後之說明

表 2 Exxon儲槽與儲槽之安全距離

浮 頂 式 固 定 型

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

低

閃

火

點

FPlt 70

34 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

225mle34Dle60m D 12D D

但大於 30m

高

閃

火

點

70leFP

12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle12D le60m 12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle 12Dle60m

原油

(CRUDE OIL)

34 D 但小於 60m

不允許 不允許 32 D

(但配對儲槽不允許)

不允許 不允許

說明

A本基準ldquo閃火點ldquo為用 closed cup 方法測試的

B 在同一閃火點分類區中D指單一儲槽外徑或兩個以上儲槽中之

儲 槽 形 式

閃 火 點 之 分 類

7

較大外徑者其間距是指胴體外緣至胴體外緣距離

C原油是指沒有精煉過程之碳氫化合物且包含其他具沸溢

(BOIL-OVER)傾向之液體

D高閃火點和低閃火點儲槽間之安全間距以低閃火點儲槽間距設定

E儲存液體閃火點在 70leFPlt93之儲槽群若符合下列所有條

件則儲槽間之安全間距可為(16所有儲槽外徑和)

(A)無一儲槽外徑小於其鄰近儲槽外徑 12安全間距也不小於該

較小儲槽外徑 12且群組儲槽間之安全間距均不小於 15m

(B)群組儲槽容積和小於 15900m3

(C)儲存液體未加熱至 93以上且加熱溫度不在其身閃火點 28以內

(D)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能使該液體之閃

火點低於(C)項所設定範圍

F高閃火點液體儲槽若儲槽儲存溫度大於其內容物閃火點 8以上或在其自身閃火點 8範圍內則其儲槽需視為低閃火點儲槽

G閃火點高於 93以上液體儲槽若符合下列所有條件則儲槽間

之安全間距可為 15m

(A)儲存液體一般儲存在室溫或若加熱時溫度不超過 93以上且加熱溫度不在於其自身閃點 28範圍以內

(B)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能會使該液體之

閃火點低於(A)項所設定範圍

H低閃火點(FPlt70)液體儲槽除浮艙式(PONTOON FLOATING)儲槽外其外徑限制於 45m內

I浮頂式和固定式儲槽認定

(A)浮頂式儲槽

a依照 API 650設計浮艙式(PONTOON FLOATING)雙甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

b外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規定設計

8

(a)內部浮頂儲槽依照AP1650規定設計浮艙式雙甲板式

(b)內部浮頂蓋有液態浮動裝置(LIQUID-TIGHT METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(B)固定式儲槽

a第(A)點除外儲槽

b內浮頂儲槽其浮體盤槽頂槽蓋不符合(A)-b規定或用塑性泡綿(plastic foam)為材料而外用金屬玻璃纖維包

覆則視為固定式儲槽

213 Mobil 標準

Mobil 標準對儲槽與儲槽之安全距離標準值設定所使用之參

數除內容物之閃火點高低特性外並包括其超過指定數量的倍

數請參考表 3另外表中之代號定義請參考表後之說明

9

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離

儲槽安全距離(FP閃火點) 危險物之最大

儲存數量 FPlt70 70leFPlt200 200 le FP 生石灰第６類危險物

指定數量在 500倍以下之數量

3m以上

(L)

23 L

但不得小於 3 m

13 L 但不得小於 3m

19 L 但不得小於 15m

指定數量超過

500倍1000倍以下之數量

5m以上

(L)

5 mtimes23以上 13 L 但不得小於 3m

19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

1000倍2000倍以下之數量

9m以上

(L)

6 m以上 3 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

2000倍3000倍以下之數量

12m以上

(L)

8 m以上 12 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

3000倍4 000倍以下之數量

15m以上

(L)

10 m以上 15 m x 13 以上

19 L

53 m以上

指定數量超出

4000倍以上

取儲槽之直徑 D 或高度 H 之大值但不

得小於 15m

臥式儲槽取儲槽長

度 L

23Dor 23H 取大

值但不得小於

10m

臥式儲槽取 23 L

13D或 13H取大值但不得少於

5m

臥式儲槽取 13 L

19 D 或 19 H 取大值 但 不 得 小 於

53m

臥式儲槽取 19 L

說明 1L係指臥式儲槽之長度 2縱座標欄中之危險物指定數量請參考附件一

10

214 國內規範

民國八十七年勞委會修訂之高壓氣體勞工安全規則 [3]中規定

第三十五條 自儲存能力在三百立方公尺或三千公斤以上之可

燃性氣體儲槽外面至其他可燃性氣體或氧氣儲槽

間應保持一公尺或以該儲槽及其他可燃性氣體或

氧氣儲槽之最大直徑和之四分之一以上較大者之

距離但設有水噴霧裝置或具有同等以上有效防火

及滅火能力之設施者不在此限

經濟部工業局曾於民國八十三年委託中國技術服務社執行ldquo國

內化學工廠製程佈置安全評估ldquo [10]其參考美國消防協會標準

(NFPA)美國石油協會(API)以及工業保險協會(IRI)等規範彙整後提出一適用於國內環境的化學工廠用之安全距離建議值附於下表

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

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14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

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65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

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21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

3

第二章 易燃品儲槽區安全之法規標準

21 儲槽區內之安全距離

在儲槽與儲槽安全距離探討部份可知其目的在於當一儲槽

發生災害(如火災)時可藉著安全距離來隔離延燒至他槽亦

或是減緩傳播的速度以待救援下述收集分析國外 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範與國內相關法規對此有詳盡的規定於後續三小節作一彙整探討在第四章中將以數值理論模擬方法來

探討相關儲槽安全評估

211美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 為美國消防協會針對易燃和可燃液體(Flammable and Combustible liquids)管制所制定之法規在其中儲槽儲存部份其明訂了相互之間之安全距離標準值而使用時所用之參數

包括內容品本身之閃火點及特性儲槽之型式大小尺寸及相關

之安全措施等請參考表 1另外此表中談及之特定詞定義請參

考表後之說明

4

表 1 NFPA 30儲槽與儲槽之安全距離

固定式或臥式儲槽

(fixed or horizontal tanks)

浮頂式儲槽

(floating roof tanks)

液 類 分 類

儲 閃 槽 火 型 點 ()

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Ⅰ FP＜378

Ⅱ 378leFP＜60

61

(D1+D2)

須大於 09m

41

(D1+D2)

31

(D1+D2)

ⅢA 60leFP＜93

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

ⅢB 93leFP 若與ⅠⅡ類液體置放同一防溢堤內則比照上表ⅠⅡ類液體之部份設計

否則其間距大於 09m即可

不穩定液體

(unstable liquids)

須大於21

(D1+D2)

說明 1本基準ldquo閃火點 Flash Point FP rdquo為用 closed cup方法測

試的

2 D儲槽外徑D1D2為相鄰兩儲槽外徑

3緊急洩放池(Remote Impounding)設計須依下列規定

5

(1)儲槽至洩放池距離至少 15mm其傾斜度不可小於

1

(2)洩放池容積不可小於最大儲槽容積

(3)洩放路線之設計需注意若洩放路線著火將不會

殃及其他儲槽或相鄰周界

(4)洩放池邊界與周界或其他儲槽相距至少 15 m以上

4不安定液體(unstable liquids)定義如下

在生產或輸送過程極活潑產生聚合分解凝縮

反應或在震動壓力溫度變化下即產生自我反應此

種液體稱為不穩定液體

5浮頂式和固定式儲槽認定

(1)浮頂式儲槽

依照 API 650設計浮艙式(PONTOON TYPE)雙

甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規

定設計

a內部浮頂儲槽依照 API 650規定設計浮艙式雙

甲板式

b內部浮頂蓋有液態浮動裝置 (LIQUID-TIGHT

METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失

去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(2)固定式儲槽

第(1)點除外儲槽

6

內浮頂儲槽其浮體盤槽頂端蓋不符合(1)-規

定或用塑性泡綿(Plastic foam)為材料而外用金

屬玻璃纖維包覆則視為固定式儲糟

212 Exxon 標準

在 Exxon 標準中對於廠區中儲槽與儲槽的安全距離標

準值之訂定所使用的參數有內容物的閃火點高低特性

儲槽的型式密集狀況等請參考表 2另外表中所使用之名詞定義請參考表後之說明

表 2 Exxon儲槽與儲槽之安全距離

浮 頂 式 固 定 型

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

低

閃

火

點

FPlt 70

34 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

225mle34Dle60m D 12D D

但大於 30m

高

閃

火

點

70leFP

12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle12D le60m 12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle 12Dle60m

原油

(CRUDE OIL)

34 D 但小於 60m

不允許 不允許 32 D

(但配對儲槽不允許)

不允許 不允許

說明

A本基準ldquo閃火點ldquo為用 closed cup 方法測試的

B 在同一閃火點分類區中D指單一儲槽外徑或兩個以上儲槽中之

儲 槽 形 式

閃 火 點 之 分 類

7

較大外徑者其間距是指胴體外緣至胴體外緣距離

C原油是指沒有精煉過程之碳氫化合物且包含其他具沸溢

(BOIL-OVER)傾向之液體

D高閃火點和低閃火點儲槽間之安全間距以低閃火點儲槽間距設定

E儲存液體閃火點在 70leFPlt93之儲槽群若符合下列所有條

件則儲槽間之安全間距可為(16所有儲槽外徑和)

(A)無一儲槽外徑小於其鄰近儲槽外徑 12安全間距也不小於該

較小儲槽外徑 12且群組儲槽間之安全間距均不小於 15m

(B)群組儲槽容積和小於 15900m3

(C)儲存液體未加熱至 93以上且加熱溫度不在其身閃火點 28以內

(D)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能使該液體之閃

火點低於(C)項所設定範圍

F高閃火點液體儲槽若儲槽儲存溫度大於其內容物閃火點 8以上或在其自身閃火點 8範圍內則其儲槽需視為低閃火點儲槽

G閃火點高於 93以上液體儲槽若符合下列所有條件則儲槽間

之安全間距可為 15m

(A)儲存液體一般儲存在室溫或若加熱時溫度不超過 93以上且加熱溫度不在於其自身閃點 28範圍以內

(B)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能會使該液體之

閃火點低於(A)項所設定範圍

H低閃火點(FPlt70)液體儲槽除浮艙式(PONTOON FLOATING)儲槽外其外徑限制於 45m內

I浮頂式和固定式儲槽認定

(A)浮頂式儲槽

a依照 API 650設計浮艙式(PONTOON FLOATING)雙甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

b外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規定設計

8

(a)內部浮頂儲槽依照AP1650規定設計浮艙式雙甲板式

(b)內部浮頂蓋有液態浮動裝置(LIQUID-TIGHT METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(B)固定式儲槽

a第(A)點除外儲槽

b內浮頂儲槽其浮體盤槽頂槽蓋不符合(A)-b規定或用塑性泡綿(plastic foam)為材料而外用金屬玻璃纖維包

覆則視為固定式儲槽

213 Mobil 標準

Mobil 標準對儲槽與儲槽之安全距離標準值設定所使用之參

數除內容物之閃火點高低特性外並包括其超過指定數量的倍

數請參考表 3另外表中之代號定義請參考表後之說明

9

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離

儲槽安全距離(FP閃火點) 危險物之最大

儲存數量 FPlt70 70leFPlt200 200 le FP 生石灰第６類危險物

指定數量在 500倍以下之數量

3m以上

(L)

23 L

但不得小於 3 m

13 L 但不得小於 3m

19 L 但不得小於 15m

指定數量超過

500倍1000倍以下之數量

5m以上

(L)

5 mtimes23以上 13 L 但不得小於 3m

19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

1000倍2000倍以下之數量

9m以上

(L)

6 m以上 3 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

2000倍3000倍以下之數量

12m以上

(L)

8 m以上 12 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

3000倍4 000倍以下之數量

15m以上

(L)

10 m以上 15 m x 13 以上

19 L

53 m以上

指定數量超出

4000倍以上

取儲槽之直徑 D 或高度 H 之大值但不

得小於 15m

臥式儲槽取儲槽長

度 L

23Dor 23H 取大

值但不得小於

10m

臥式儲槽取 23 L

13D或 13H取大值但不得少於

5m

臥式儲槽取 13 L

19 D 或 19 H 取大值 但 不 得 小 於

53m

臥式儲槽取 19 L

說明 1L係指臥式儲槽之長度 2縱座標欄中之危險物指定數量請參考附件一

10

214 國內規範

民國八十七年勞委會修訂之高壓氣體勞工安全規則 [3]中規定

第三十五條 自儲存能力在三百立方公尺或三千公斤以上之可

燃性氣體儲槽外面至其他可燃性氣體或氧氣儲槽

間應保持一公尺或以該儲槽及其他可燃性氣體或

氧氣儲槽之最大直徑和之四分之一以上較大者之

距離但設有水噴霧裝置或具有同等以上有效防火

及滅火能力之設施者不在此限

經濟部工業局曾於民國八十三年委託中國技術服務社執行ldquo國

內化學工廠製程佈置安全評估ldquo [10]其參考美國消防協會標準

(NFPA)美國石油協會(API)以及工業保險協會(IRI)等規範彙整後提出一適用於國內環境的化學工廠用之安全距離建議值附於下表

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

4

表 1 NFPA 30儲槽與儲槽之安全距離

固定式或臥式儲槽

(fixed or horizontal tanks)

浮頂式儲槽

(floating roof tanks)

液 類 分 類

儲 閃 槽 火 型 點 ()

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Dle45m D＞45m

有緊急洩

放池

D＞45m

僅防溢堤

Ⅰ FP＜378

Ⅱ 378leFP＜60

61

(D1+D2)

須大於 09m

41

(D1+D2)

31

(D1+D2)

ⅢA 60leFP＜93

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

61

(D1+D2)

須大於 09m

61

(D1+D2)

41

(D1+D2)

ⅢB 93leFP 若與ⅠⅡ類液體置放同一防溢堤內則比照上表ⅠⅡ類液體之部份設計

否則其間距大於 09m即可

不穩定液體

(unstable liquids)

須大於21

(D1+D2)

說明 1本基準ldquo閃火點 Flash Point FP rdquo為用 closed cup方法測

試的

2 D儲槽外徑D1D2為相鄰兩儲槽外徑

3緊急洩放池(Remote Impounding)設計須依下列規定

5

(1)儲槽至洩放池距離至少 15mm其傾斜度不可小於

1

(2)洩放池容積不可小於最大儲槽容積

(3)洩放路線之設計需注意若洩放路線著火將不會

殃及其他儲槽或相鄰周界

(4)洩放池邊界與周界或其他儲槽相距至少 15 m以上

4不安定液體(unstable liquids)定義如下

在生產或輸送過程極活潑產生聚合分解凝縮

反應或在震動壓力溫度變化下即產生自我反應此

種液體稱為不穩定液體

5浮頂式和固定式儲槽認定

(1)浮頂式儲槽

依照 API 650設計浮艙式(PONTOON TYPE)雙

甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規

定設計

a內部浮頂儲槽依照 API 650規定設計浮艙式雙

甲板式

b內部浮頂蓋有液態浮動裝置 (LIQUID-TIGHT

METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失

去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(2)固定式儲槽

第(1)點除外儲槽

6

內浮頂儲槽其浮體盤槽頂端蓋不符合(1)-規

定或用塑性泡綿(Plastic foam)為材料而外用金

屬玻璃纖維包覆則視為固定式儲糟

212 Exxon 標準

在 Exxon 標準中對於廠區中儲槽與儲槽的安全距離標

準值之訂定所使用的參數有內容物的閃火點高低特性

儲槽的型式密集狀況等請參考表 2另外表中所使用之名詞定義請參考表後之說明

表 2 Exxon儲槽與儲槽之安全距離

浮 頂 式 固 定 型

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

低

閃

火

點

FPlt 70

34 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

225mle34Dle60m D 12D D

但大於 30m

高

閃

火

點

70leFP

12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle12D le60m 12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle 12Dle60m

原油

(CRUDE OIL)

34 D 但小於 60m

不允許 不允許 32 D

(但配對儲槽不允許)

不允許 不允許

說明

A本基準ldquo閃火點ldquo為用 closed cup 方法測試的

B 在同一閃火點分類區中D指單一儲槽外徑或兩個以上儲槽中之

儲 槽 形 式

閃 火 點 之 分 類

7

較大外徑者其間距是指胴體外緣至胴體外緣距離

C原油是指沒有精煉過程之碳氫化合物且包含其他具沸溢

(BOIL-OVER)傾向之液體

D高閃火點和低閃火點儲槽間之安全間距以低閃火點儲槽間距設定

E儲存液體閃火點在 70leFPlt93之儲槽群若符合下列所有條

件則儲槽間之安全間距可為(16所有儲槽外徑和)

(A)無一儲槽外徑小於其鄰近儲槽外徑 12安全間距也不小於該

較小儲槽外徑 12且群組儲槽間之安全間距均不小於 15m

(B)群組儲槽容積和小於 15900m3

(C)儲存液體未加熱至 93以上且加熱溫度不在其身閃火點 28以內

(D)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能使該液體之閃

火點低於(C)項所設定範圍

F高閃火點液體儲槽若儲槽儲存溫度大於其內容物閃火點 8以上或在其自身閃火點 8範圍內則其儲槽需視為低閃火點儲槽

G閃火點高於 93以上液體儲槽若符合下列所有條件則儲槽間

之安全間距可為 15m

(A)儲存液體一般儲存在室溫或若加熱時溫度不超過 93以上且加熱溫度不在於其自身閃點 28範圍以內

(B)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能會使該液體之

閃火點低於(A)項所設定範圍

H低閃火點(FPlt70)液體儲槽除浮艙式(PONTOON FLOATING)儲槽外其外徑限制於 45m內

I浮頂式和固定式儲槽認定

(A)浮頂式儲槽

a依照 API 650設計浮艙式(PONTOON FLOATING)雙甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

b外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規定設計

8

(a)內部浮頂儲槽依照AP1650規定設計浮艙式雙甲板式

(b)內部浮頂蓋有液態浮動裝置(LIQUID-TIGHT METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(B)固定式儲槽

a第(A)點除外儲槽

b內浮頂儲槽其浮體盤槽頂槽蓋不符合(A)-b規定或用塑性泡綿(plastic foam)為材料而外用金屬玻璃纖維包

覆則視為固定式儲槽

213 Mobil 標準

Mobil 標準對儲槽與儲槽之安全距離標準值設定所使用之參

數除內容物之閃火點高低特性外並包括其超過指定數量的倍

數請參考表 3另外表中之代號定義請參考表後之說明

9

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離

儲槽安全距離(FP閃火點) 危險物之最大

儲存數量 FPlt70 70leFPlt200 200 le FP 生石灰第６類危險物

指定數量在 500倍以下之數量

3m以上

(L)

23 L

但不得小於 3 m

13 L 但不得小於 3m

19 L 但不得小於 15m

指定數量超過

500倍1000倍以下之數量

5m以上

(L)

5 mtimes23以上 13 L 但不得小於 3m

19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

1000倍2000倍以下之數量

9m以上

(L)

6 m以上 3 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

2000倍3000倍以下之數量

12m以上

(L)

8 m以上 12 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

3000倍4 000倍以下之數量

15m以上

(L)

10 m以上 15 m x 13 以上

19 L

53 m以上

指定數量超出

4000倍以上

取儲槽之直徑 D 或高度 H 之大值但不

得小於 15m

臥式儲槽取儲槽長

度 L

23Dor 23H 取大

值但不得小於

10m

臥式儲槽取 23 L

13D或 13H取大值但不得少於

5m

臥式儲槽取 13 L

19 D 或 19 H 取大值 但 不 得 小 於

53m

臥式儲槽取 19 L

說明 1L係指臥式儲槽之長度 2縱座標欄中之危險物指定數量請參考附件一

10

214 國內規範

民國八十七年勞委會修訂之高壓氣體勞工安全規則 [3]中規定

第三十五條 自儲存能力在三百立方公尺或三千公斤以上之可

燃性氣體儲槽外面至其他可燃性氣體或氧氣儲槽

間應保持一公尺或以該儲槽及其他可燃性氣體或

氧氣儲槽之最大直徑和之四分之一以上較大者之

距離但設有水噴霧裝置或具有同等以上有效防火

及滅火能力之設施者不在此限

經濟部工業局曾於民國八十三年委託中國技術服務社執行ldquo國

內化學工廠製程佈置安全評估ldquo [10]其參考美國消防協會標準

(NFPA)美國石油協會(API)以及工業保險協會(IRI)等規範彙整後提出一適用於國內環境的化學工廠用之安全距離建議值附於下表

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

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9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

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21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

5

(1)儲槽至洩放池距離至少 15mm其傾斜度不可小於

1

(2)洩放池容積不可小於最大儲槽容積

(3)洩放路線之設計需注意若洩放路線著火將不會

殃及其他儲槽或相鄰周界

(4)洩放池邊界與周界或其他儲槽相距至少 15 m以上

4不安定液體(unstable liquids)定義如下

在生產或輸送過程極活潑產生聚合分解凝縮

反應或在震動壓力溫度變化下即產生自我反應此

種液體稱為不穩定液體

5浮頂式和固定式儲槽認定

(1)浮頂式儲槽

依照 API 650設計浮艙式(PONTOON TYPE)雙

甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規

定設計

a內部浮頂儲槽依照 API 650規定設計浮艙式雙

甲板式

b內部浮頂蓋有液態浮動裝置 (LIQUID-TIGHT

METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失

去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(2)固定式儲槽

第(1)點除外儲槽

6

內浮頂儲槽其浮體盤槽頂端蓋不符合(1)-規

定或用塑性泡綿(Plastic foam)為材料而外用金

屬玻璃纖維包覆則視為固定式儲糟

212 Exxon 標準

在 Exxon 標準中對於廠區中儲槽與儲槽的安全距離標

準值之訂定所使用的參數有內容物的閃火點高低特性

儲槽的型式密集狀況等請參考表 2另外表中所使用之名詞定義請參考表後之說明

表 2 Exxon儲槽與儲槽之安全距離

浮 頂 式 固 定 型

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

低

閃

火

點

FPlt 70

34 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

225mle34Dle60m D 12D D

但大於 30m

高

閃

火

點

70leFP

12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle12D le60m 12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle 12Dle60m

原油

(CRUDE OIL)

34 D 但小於 60m

不允許 不允許 32 D

(但配對儲槽不允許)

不允許 不允許

說明

A本基準ldquo閃火點ldquo為用 closed cup 方法測試的

B 在同一閃火點分類區中D指單一儲槽外徑或兩個以上儲槽中之

儲 槽 形 式

閃 火 點 之 分 類

7

較大外徑者其間距是指胴體外緣至胴體外緣距離

C原油是指沒有精煉過程之碳氫化合物且包含其他具沸溢

(BOIL-OVER)傾向之液體

D高閃火點和低閃火點儲槽間之安全間距以低閃火點儲槽間距設定

E儲存液體閃火點在 70leFPlt93之儲槽群若符合下列所有條

件則儲槽間之安全間距可為(16所有儲槽外徑和)

(A)無一儲槽外徑小於其鄰近儲槽外徑 12安全間距也不小於該

較小儲槽外徑 12且群組儲槽間之安全間距均不小於 15m

(B)群組儲槽容積和小於 15900m3

(C)儲存液體未加熱至 93以上且加熱溫度不在其身閃火點 28以內

(D)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能使該液體之閃

火點低於(C)項所設定範圍

F高閃火點液體儲槽若儲槽儲存溫度大於其內容物閃火點 8以上或在其自身閃火點 8範圍內則其儲槽需視為低閃火點儲槽

G閃火點高於 93以上液體儲槽若符合下列所有條件則儲槽間

之安全間距可為 15m

(A)儲存液體一般儲存在室溫或若加熱時溫度不超過 93以上且加熱溫度不在於其自身閃點 28範圍以內

(B)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能會使該液體之

閃火點低於(A)項所設定範圍

H低閃火點(FPlt70)液體儲槽除浮艙式(PONTOON FLOATING)儲槽外其外徑限制於 45m內

I浮頂式和固定式儲槽認定

(A)浮頂式儲槽

a依照 API 650設計浮艙式(PONTOON FLOATING)雙甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

b外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規定設計

8

(a)內部浮頂儲槽依照AP1650規定設計浮艙式雙甲板式

(b)內部浮頂蓋有液態浮動裝置(LIQUID-TIGHT METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(B)固定式儲槽

a第(A)點除外儲槽

b內浮頂儲槽其浮體盤槽頂槽蓋不符合(A)-b規定或用塑性泡綿(plastic foam)為材料而外用金屬玻璃纖維包

覆則視為固定式儲槽

213 Mobil 標準

Mobil 標準對儲槽與儲槽之安全距離標準值設定所使用之參

數除內容物之閃火點高低特性外並包括其超過指定數量的倍

數請參考表 3另外表中之代號定義請參考表後之說明

9

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離

儲槽安全距離(FP閃火點) 危險物之最大

儲存數量 FPlt70 70leFPlt200 200 le FP 生石灰第６類危險物

指定數量在 500倍以下之數量

3m以上

(L)

23 L

但不得小於 3 m

13 L 但不得小於 3m

19 L 但不得小於 15m

指定數量超過

500倍1000倍以下之數量

5m以上

(L)

5 mtimes23以上 13 L 但不得小於 3m

19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

1000倍2000倍以下之數量

9m以上

(L)

6 m以上 3 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

2000倍3000倍以下之數量

12m以上

(L)

8 m以上 12 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

3000倍4 000倍以下之數量

15m以上

(L)

10 m以上 15 m x 13 以上

19 L

53 m以上

指定數量超出

4000倍以上

取儲槽之直徑 D 或高度 H 之大值但不

得小於 15m

臥式儲槽取儲槽長

度 L

23Dor 23H 取大

值但不得小於

10m

臥式儲槽取 23 L

13D或 13H取大值但不得少於

5m

臥式儲槽取 13 L

19 D 或 19 H 取大值 但 不 得 小 於

53m

臥式儲槽取 19 L

說明 1L係指臥式儲槽之長度 2縱座標欄中之危險物指定數量請參考附件一

10

214 國內規範

民國八十七年勞委會修訂之高壓氣體勞工安全規則 [3]中規定

第三十五條 自儲存能力在三百立方公尺或三千公斤以上之可

燃性氣體儲槽外面至其他可燃性氣體或氧氣儲槽

間應保持一公尺或以該儲槽及其他可燃性氣體或

氧氣儲槽之最大直徑和之四分之一以上較大者之

距離但設有水噴霧裝置或具有同等以上有效防火

及滅火能力之設施者不在此限

經濟部工業局曾於民國八十三年委託中國技術服務社執行ldquo國

內化學工廠製程佈置安全評估ldquo [10]其參考美國消防協會標準

(NFPA)美國石油協會(API)以及工業保險協會(IRI)等規範彙整後提出一適用於國內環境的化學工廠用之安全距離建議值附於下表

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

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9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

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65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

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21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

6

內浮頂儲槽其浮體盤槽頂端蓋不符合(1)-規

定或用塑性泡綿(Plastic foam)為材料而外用金

屬玻璃纖維包覆則視為固定式儲糟

212 Exxon 標準

在 Exxon 標準中對於廠區中儲槽與儲槽的安全距離標

準值之訂定所使用的參數有內容物的閃火點高低特性

儲槽的型式密集狀況等請參考表 2另外表中所使用之名詞定義請參考表後之說明

表 2 Exxon儲槽與儲槽之安全距離

浮 頂 式 固 定 型

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

單一或 配對儲槽

(SINGLE OR PAIRED

TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

群組儲槽相鄰列

間距(ADJACENT ROWS OF TANKS IN SEPARATE GROUPS)

低

閃

火

點

FPlt 70

34 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

225mle34Dle60m D 12D D

但大於 30m

高

閃

火

點

70leFP

12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle12D le60m 12 D

但小於 60m

12 D

但小於 60m

15mle 12Dle60m

原油

(CRUDE OIL)

34 D 但小於 60m

不允許 不允許 32 D

(但配對儲槽不允許)

不允許 不允許

說明

A本基準ldquo閃火點ldquo為用 closed cup 方法測試的

B 在同一閃火點分類區中D指單一儲槽外徑或兩個以上儲槽中之

儲 槽 形 式

閃 火 點 之 分 類

7

較大外徑者其間距是指胴體外緣至胴體外緣距離

C原油是指沒有精煉過程之碳氫化合物且包含其他具沸溢

(BOIL-OVER)傾向之液體

D高閃火點和低閃火點儲槽間之安全間距以低閃火點儲槽間距設定

E儲存液體閃火點在 70leFPlt93之儲槽群若符合下列所有條

件則儲槽間之安全間距可為(16所有儲槽外徑和)

(A)無一儲槽外徑小於其鄰近儲槽外徑 12安全間距也不小於該

較小儲槽外徑 12且群組儲槽間之安全間距均不小於 15m

(B)群組儲槽容積和小於 15900m3

(C)儲存液體未加熱至 93以上且加熱溫度不在其身閃火點 28以內

(D)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能使該液體之閃

火點低於(C)項所設定範圍

F高閃火點液體儲槽若儲槽儲存溫度大於其內容物閃火點 8以上或在其自身閃火點 8範圍內則其儲槽需視為低閃火點儲槽

G閃火點高於 93以上液體儲槽若符合下列所有條件則儲槽間

之安全間距可為 15m

(A)儲存液體一般儲存在室溫或若加熱時溫度不超過 93以上且加熱溫度不在於其自身閃點 28範圍以內

(B)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能會使該液體之

閃火點低於(A)項所設定範圍

H低閃火點(FPlt70)液體儲槽除浮艙式(PONTOON FLOATING)儲槽外其外徑限制於 45m內

I浮頂式和固定式儲槽認定

(A)浮頂式儲槽

a依照 API 650設計浮艙式(PONTOON FLOATING)雙甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

b外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規定設計

8

(a)內部浮頂儲槽依照AP1650規定設計浮艙式雙甲板式

(b)內部浮頂蓋有液態浮動裝置(LIQUID-TIGHT METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(B)固定式儲槽

a第(A)點除外儲槽

b內浮頂儲槽其浮體盤槽頂槽蓋不符合(A)-b規定或用塑性泡綿(plastic foam)為材料而外用金屬玻璃纖維包

覆則視為固定式儲槽

213 Mobil 標準

Mobil 標準對儲槽與儲槽之安全距離標準值設定所使用之參

數除內容物之閃火點高低特性外並包括其超過指定數量的倍

數請參考表 3另外表中之代號定義請參考表後之說明

9

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離

儲槽安全距離(FP閃火點) 危險物之最大

儲存數量 FPlt70 70leFPlt200 200 le FP 生石灰第６類危險物

指定數量在 500倍以下之數量

3m以上

(L)

23 L

但不得小於 3 m

13 L 但不得小於 3m

19 L 但不得小於 15m

指定數量超過

500倍1000倍以下之數量

5m以上

(L)

5 mtimes23以上 13 L 但不得小於 3m

19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

1000倍2000倍以下之數量

9m以上

(L)

6 m以上 3 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

2000倍3000倍以下之數量

12m以上

(L)

8 m以上 12 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

3000倍4 000倍以下之數量

15m以上

(L)

10 m以上 15 m x 13 以上

19 L

53 m以上

指定數量超出

4000倍以上

取儲槽之直徑 D 或高度 H 之大值但不

得小於 15m

臥式儲槽取儲槽長

度 L

23Dor 23H 取大

值但不得小於

10m

臥式儲槽取 23 L

13D或 13H取大值但不得少於

5m

臥式儲槽取 13 L

19 D 或 19 H 取大值 但 不 得 小 於

53m

臥式儲槽取 19 L

說明 1L係指臥式儲槽之長度 2縱座標欄中之危險物指定數量請參考附件一

10

214 國內規範

民國八十七年勞委會修訂之高壓氣體勞工安全規則 [3]中規定

第三十五條 自儲存能力在三百立方公尺或三千公斤以上之可

燃性氣體儲槽外面至其他可燃性氣體或氧氣儲槽

間應保持一公尺或以該儲槽及其他可燃性氣體或

氧氣儲槽之最大直徑和之四分之一以上較大者之

距離但設有水噴霧裝置或具有同等以上有效防火

及滅火能力之設施者不在此限

經濟部工業局曾於民國八十三年委託中國技術服務社執行ldquo國

內化學工廠製程佈置安全評估ldquo [10]其參考美國消防協會標準

(NFPA)美國石油協會(API)以及工業保險協會(IRI)等規範彙整後提出一適用於國內環境的化學工廠用之安全距離建議值附於下表

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

7

較大外徑者其間距是指胴體外緣至胴體外緣距離

C原油是指沒有精煉過程之碳氫化合物且包含其他具沸溢

(BOIL-OVER)傾向之液體

D高閃火點和低閃火點儲槽間之安全間距以低閃火點儲槽間距設定

E儲存液體閃火點在 70leFPlt93之儲槽群若符合下列所有條

件則儲槽間之安全間距可為(16所有儲槽外徑和)

(A)無一儲槽外徑小於其鄰近儲槽外徑 12安全間距也不小於該

較小儲槽外徑 12且群組儲槽間之安全間距均不小於 15m

(B)群組儲槽容積和小於 15900m3

(C)儲存液體未加熱至 93以上且加熱溫度不在其身閃火點 28以內

(D)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能使該液體之閃

火點低於(C)項所設定範圍

F高閃火點液體儲槽若儲槽儲存溫度大於其內容物閃火點 8以上或在其自身閃火點 8範圍內則其儲槽需視為低閃火點儲槽

G閃火點高於 93以上液體儲槽若符合下列所有條件則儲槽間

之安全間距可為 15m

(A)儲存液體一般儲存在室溫或若加熱時溫度不超過 93以上且加熱溫度不在於其自身閃點 28範圍以內

(B)儲存液體不是直接由製程而來且該製程可能會使該液體之

閃火點低於(A)項所設定範圍

H低閃火點(FPlt70)液體儲槽除浮艙式(PONTOON FLOATING)儲槽外其外徑限制於 45m內

I浮頂式和固定式儲槽認定

(A)浮頂式儲槽

a依照 API 650設計浮艙式(PONTOON FLOATING)雙甲板式(DOUBLE-DECK TYPE)開放式儲槽

b外部固定式儲槽頂端有通氣孔內部依照下列規定設計

8

(a)內部浮頂儲槽依照AP1650規定設計浮艙式雙甲板式

(b)內部浮頂蓋有液態浮動裝置(LIQUID-TIGHT METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(B)固定式儲槽

a第(A)點除外儲槽

b內浮頂儲槽其浮體盤槽頂槽蓋不符合(A)-b規定或用塑性泡綿(plastic foam)為材料而外用金屬玻璃纖維包

覆則視為固定式儲槽

213 Mobil 標準

Mobil 標準對儲槽與儲槽之安全距離標準值設定所使用之參

數除內容物之閃火點高低特性外並包括其超過指定數量的倍

數請參考表 3另外表中之代號定義請參考表後之說明

9

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離

儲槽安全距離(FP閃火點) 危險物之最大

儲存數量 FPlt70 70leFPlt200 200 le FP 生石灰第６類危險物

指定數量在 500倍以下之數量

3m以上

(L)

23 L

但不得小於 3 m

13 L 但不得小於 3m

19 L 但不得小於 15m

指定數量超過

500倍1000倍以下之數量

5m以上

(L)

5 mtimes23以上 13 L 但不得小於 3m

19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

1000倍2000倍以下之數量

9m以上

(L)

6 m以上 3 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

2000倍3000倍以下之數量

12m以上

(L)

8 m以上 12 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

3000倍4 000倍以下之數量

15m以上

(L)

10 m以上 15 m x 13 以上

19 L

53 m以上

指定數量超出

4000倍以上

取儲槽之直徑 D 或高度 H 之大值但不

得小於 15m

臥式儲槽取儲槽長

度 L

23Dor 23H 取大

值但不得小於

10m

臥式儲槽取 23 L

13D或 13H取大值但不得少於

5m

臥式儲槽取 13 L

19 D 或 19 H 取大值 但 不 得 小 於

53m

臥式儲槽取 19 L

說明 1L係指臥式儲槽之長度 2縱座標欄中之危險物指定數量請參考附件一

10

214 國內規範

民國八十七年勞委會修訂之高壓氣體勞工安全規則 [3]中規定

第三十五條 自儲存能力在三百立方公尺或三千公斤以上之可

燃性氣體儲槽外面至其他可燃性氣體或氧氣儲槽

間應保持一公尺或以該儲槽及其他可燃性氣體或

氧氣儲槽之最大直徑和之四分之一以上較大者之

距離但設有水噴霧裝置或具有同等以上有效防火

及滅火能力之設施者不在此限

經濟部工業局曾於民國八十三年委託中國技術服務社執行ldquo國

內化學工廠製程佈置安全評估ldquo [10]其參考美國消防協會標準

(NFPA)美國石油協會(API)以及工業保險協會(IRI)等規範彙整後提出一適用於國內環境的化學工廠用之安全距離建議值附於下表

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

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11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

8

(a)內部浮頂儲槽依照AP1650規定設計浮艙式雙甲板式

(b)內部浮頂蓋有液態浮動裝置(LIQUID-TIGHT METAL FLOATING DEVICES)以便 12浮體失去作用時尚有足夠浮力阻止液體溢出

(B)固定式儲槽

a第(A)點除外儲槽

b內浮頂儲槽其浮體盤槽頂槽蓋不符合(A)-b規定或用塑性泡綿(plastic foam)為材料而外用金屬玻璃纖維包

覆則視為固定式儲槽

213 Mobil 標準

Mobil 標準對儲槽與儲槽之安全距離標準值設定所使用之參

數除內容物之閃火點高低特性外並包括其超過指定數量的倍

數請參考表 3另外表中之代號定義請參考表後之說明

9

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離

儲槽安全距離(FP閃火點) 危險物之最大

儲存數量 FPlt70 70leFPlt200 200 le FP 生石灰第６類危險物

指定數量在 500倍以下之數量

3m以上

(L)

23 L

但不得小於 3 m

13 L 但不得小於 3m

19 L 但不得小於 15m

指定數量超過

500倍1000倍以下之數量

5m以上

(L)

5 mtimes23以上 13 L 但不得小於 3m

19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

1000倍2000倍以下之數量

9m以上

(L)

6 m以上 3 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

2000倍3000倍以下之數量

12m以上

(L)

8 m以上 12 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

3000倍4 000倍以下之數量

15m以上

(L)

10 m以上 15 m x 13 以上

19 L

53 m以上

指定數量超出

4000倍以上

取儲槽之直徑 D 或高度 H 之大值但不

得小於 15m

臥式儲槽取儲槽長

度 L

23Dor 23H 取大

值但不得小於

10m

臥式儲槽取 23 L

13D或 13H取大值但不得少於

5m

臥式儲槽取 13 L

19 D 或 19 H 取大值 但 不 得 小 於

53m

臥式儲槽取 19 L

說明 1L係指臥式儲槽之長度 2縱座標欄中之危險物指定數量請參考附件一

10

214 國內規範

民國八十七年勞委會修訂之高壓氣體勞工安全規則 [3]中規定

第三十五條 自儲存能力在三百立方公尺或三千公斤以上之可

燃性氣體儲槽外面至其他可燃性氣體或氧氣儲槽

間應保持一公尺或以該儲槽及其他可燃性氣體或

氧氣儲槽之最大直徑和之四分之一以上較大者之

距離但設有水噴霧裝置或具有同等以上有效防火

及滅火能力之設施者不在此限

經濟部工業局曾於民國八十三年委託中國技術服務社執行ldquo國

內化學工廠製程佈置安全評估ldquo [10]其參考美國消防協會標準

(NFPA)美國石油協會(API)以及工業保險協會(IRI)等規範彙整後提出一適用於國內環境的化學工廠用之安全距離建議值附於下表

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

9

表 3 Mobil 儲槽與儲槽之安全距離

儲槽安全距離(FP閃火點) 危險物之最大

儲存數量 FPlt70 70leFPlt200 200 le FP 生石灰第６類危險物

指定數量在 500倍以下之數量

3m以上

(L)

23 L

但不得小於 3 m

13 L 但不得小於 3m

19 L 但不得小於 15m

指定數量超過

500倍1000倍以下之數量

5m以上

(L)

5 mtimes23以上 13 L 但不得小於 3m

19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

1000倍2000倍以下之數量

9m以上

(L)

6 m以上 3 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

2000倍3000倍以下之數量

12m以上

(L)

8 m以上 12 m以上 19 L

但不得小於 15 m

指定數量超過

3000倍4 000倍以下之數量

15m以上

(L)

10 m以上 15 m x 13 以上

19 L

53 m以上

指定數量超出

4000倍以上

取儲槽之直徑 D 或高度 H 之大值但不

得小於 15m

臥式儲槽取儲槽長

度 L

23Dor 23H 取大

值但不得小於

10m

臥式儲槽取 23 L

13D或 13H取大值但不得少於

5m

臥式儲槽取 13 L

19 D 或 19 H 取大值 但 不 得 小 於

53m

臥式儲槽取 19 L

說明 1L係指臥式儲槽之長度 2縱座標欄中之危險物指定數量請參考附件一

10

214 國內規範

民國八十七年勞委會修訂之高壓氣體勞工安全規則 [3]中規定

第三十五條 自儲存能力在三百立方公尺或三千公斤以上之可

燃性氣體儲槽外面至其他可燃性氣體或氧氣儲槽

間應保持一公尺或以該儲槽及其他可燃性氣體或

氧氣儲槽之最大直徑和之四分之一以上較大者之

距離但設有水噴霧裝置或具有同等以上有效防火

及滅火能力之設施者不在此限

經濟部工業局曾於民國八十三年委託中國技術服務社執行ldquo國

內化學工廠製程佈置安全評估ldquo [10]其參考美國消防協會標準

(NFPA)美國石油協會(API)以及工業保險協會(IRI)等規範彙整後提出一適用於國內環境的化學工廠用之安全距離建議值附於下表

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

10

214 國內規範

民國八十七年勞委會修訂之高壓氣體勞工安全規則 [3]中規定

第三十五條 自儲存能力在三百立方公尺或三千公斤以上之可

燃性氣體儲槽外面至其他可燃性氣體或氧氣儲槽

間應保持一公尺或以該儲槽及其他可燃性氣體或

氧氣儲槽之最大直徑和之四分之一以上較大者之

距離但設有水噴霧裝置或具有同等以上有效防火

及滅火能力之設施者不在此限

經濟部工業局曾於民國八十三年委託中國技術服務社執行ldquo國

內化學工廠製程佈置安全評估ldquo [10]其參考美國消防協會標準

(NFPA)美國石油協會(API)以及工業保險協會(IRI)等規範彙整後提出一適用於國內環境的化學工廠用之安全距離建議值附於下表

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

11

安全距離單位 m

常壓儲槽

浮

頂

設施名稱

容量單位 KL 0-1000

式

0-1000 13D

1000-25

000

1000-25000 13D-12D 13D-12D

25000-5

0000

固

頂

25000-50000 12D-23D 12D-23D 12D-23D

50000

以上

浮

頂

式

50000以上 12D-34D 12D-34D 12D-34D 12D-34D

0-1000

式

0-1000 13D 13D-12D 12D-34D 12D-34D 13D

Class Ⅰ

1000-25000

Class Ⅰ

1000-25000 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-23D 12D-23D

Class ⅡampⅢ

1000-25000

Class ⅡampⅢ

1000-25000 13D-12D 12D-23D 12D-34D 12D-34D 13D-12D 12D-23D 13D-12D

Class ⅡampⅢ

25000以上

常

壓

儲

槽

固

頂

式

Class ⅡampⅢ

25000以上 12D-23D 12D-23D 12D-34D 12D-D 13D-23D 13D-23D 13D-23D 12D-23D

壓

力

儲

槽

壓力儲槽 D但不小於 30 12D-D

冷

凍

儲

槽

冷凍儲槽 D但不小於 30 D但不小

於 30 D

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

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159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

11

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

12

22 儲槽區與廠界等之安全距離

對於危險性儲槽與廠界等之安全距離設定旨在避免一旦災

害發生會立即影響廠界內外其他的建物及民眾道路下述收

集分析 NFPA 30[1]Exxon[2]Mobil[2]規範及國內相關法規標準

221美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 對儲槽與廠界之安全距離訂定依內容物之不同

分五種情形探討－安定性液體 (Pgt25psig)安定性液體(Ple25psig)沸溢液體(boil-over liquids)不安定液體及 ClassⅢB液體而防火措施的完善與否是大幅下降安全距離的必要條

件請依序參考表 4表 5表 6表 7及表 8

表 4 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體Pgt25psig)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

有制止延燒

措施

附件二之表其距離之 32 倍但不得少

於 25呎 各種型式

缺 附件二之表其距離之 3倍但不得少於

50呎

註「有防止延燒措施」指建築物經當地消防機構核定合格者儲槽

附近並有消防隊能迅速出動者

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

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11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

13

表 5 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(安定性液體 P le25psig)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D不需超過 175呎

合格泡沫或惰性氣體系

統但槽徑不超過 150呎

12 D

有制止延燒措施 1D

立式儲槽其頂板與壁板

間之接合弱焊

缺 2D不需超過 350呎

合格泡沫或惰性

氣體系統

附件二之表其距離之

12倍

有制止延燒措施 附件二之其表距離

臥式儲槽及立式儲槽之

緊急排氣壓力小於

25psig 缺 附件二之表其距離之

2倍

註D為儲槽直徑

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

14

表 6 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(沸溢液體)

儲槽種類 防火措施

與境界線最小距離

(呎)包括對面道路

但不得小於 5呎

有制止延燒措施 12 D 浮頂儲槽

缺 1D

合格泡沫或惰性

氣體系統

1D

有制止延燒措施 1D 固頂儲槽

缺 4D不需超過 350呎

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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工研院工安衛中心 1993

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7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

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14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

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16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

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18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

15

表 7 NFPA 30 儲槽與廠界之安全距離(不安定液體)

儲槽種類 防火措施 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離不得小於 25呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 25 倍不得小

於 50呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 小 於

25paig者

缺 附件二之表其距離之 5倍不得小於

100呎

合格水霧惰性氣

體保溫冷凍

柵欄

附件二之表其距離之 2倍不得小於

50呎

有制止延燒措施附件二之表其距離之 4倍不得小於

100呎

臥式儲槽及

立式儲槽之

緊急排氣壓

力 超 出

25paig者

缺 附件二之表其距離之 8倍不得小於

150呎

註不安定液體為潛伏激烈爆炸或反應之危險液體且有聚合迅速分

解可發生激烈自動反應以及受震受熱受壓等作用後容易爆

炸的液體例如過氧化有機化學合物

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

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65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

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21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

16

表 8 NFPA 30儲槽與廠界之安全距離(ClassⅢB液體)

儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)包括對面道路

12000以下

12001～30000

30001～50000

50001～100000

100001以上

5

10

10

15

15

222 Exxon 標準

Exxon 標準對儲槽與廠界之安全距離僅依內容物閃火點之

高低及特性來加以訂定請參考表 9此些標準值對儲槽本體之大小並不加以考慮

表 9 Exxon儲槽與廠界之安全距離 安 分 閃 全

類 火 距 點 離

與境界線之最小距離(m)

低閃火

點儲槽 FPlt70 60

高閃火

點儲槽 FP ge70 45

含抗爆劑化合物儲槽 45

223 Mobil標準

Mobil標準對儲槽與廠界之安全距離標準值以內容物之閃火

點高低槽之大小尺寸為參數來訂定請參考表 10

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

17

表 10 Mobil 儲槽與廠界之安全距離

分 類 與境界線之最小距離

FPlt21 18 D18LH取大值但不得小於

50m

21leFPlt70 16 D16LH取大值但不得小於

40m

設於石化廠

1000 公秉以

上之儲槽

70leFP D L H取大值但不得小於 30m

FPlt21 18 D18 LH取大值

21leFPlt70 16 D16 LH取大值 上述以外

70leFP DL取大值

224國內法規

民國八十二年經濟部工業局與內政部之ldquo經營公共危險物品

及高壓氣體各類事業之分類及安全管理辦法規定

(1) 油庫應設地界圍牆其高度應在 18公尺以上其設在山區海

邊者應視地形需要設置隔離設施

(2) 油庫油槽區應有 4公尺以上之道路

(3) 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距如下表所示

(4) 油庫儲存廳桶裝油料之敞棚或露堆場所與住宅公共場所

法定古蹟架空高壓電線應保持之距離準用上述(3)之規定

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

18

表 11 油庫油槽壁板與住宅公共場所等之間距

設 施 名 稱 距 離

住宅 15

公共場所(可容納 300人以上如學校醫院影劇院

圖書館體育館等) 30

法定古蹟 50

重油及中質油料油槽 23 公路鐵路（限於幹線）

輕質油料油槽 30

油槽直徑未滿 15公尺 13 H 防液堤

油槽直徑 15公尺以上 12 H

7000伏特lt電壓lt35000伏特 3

架空電線

35000伏特lt電壓 5

H油槽高度

(5) 儲存輕質油料或中質或重質油料之油料倉庫四周應保持之空地帶

如下表所示新設之油槽除應符合下表及下述(6)規定外其壁板應距油庫之地界 15公尺以上

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

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7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

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9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

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14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

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21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

19

表 12 儲存油料倉庫四周應保持之空地距離 輕質油料

油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜2000 1 2000＜容量＜4000 2 4000＜容量＜10000 3 10000＜容量＜40000 4 40000＜容量 5

中質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜10000 1 10000＜容量＜20000 2 20000＜容量＜50000 3 50000＜容量＜200000 4 200000＜容量 5

重質油料 油槽容量(公升) 距離(公尺)

容量＜20000 1 20000＜容量＜40000 2 40000＜容量＜100000 3 100000＜容量 5 註 輕質石油類包括苯甲苯汽油丙酮及其他在常溫常壓

下為液體閃火點未滿攝氏二十一度者 中質石油類包括二甲苯煤油柴油及其他在常溫常壓下

為液體閃火點在攝氏二十一度以上未滿攝氏七十度者 重質石油類包括重油(燃料油)鍋爐油木餾油及其他溫度

攝氏二十度時為液體閃火點在攝氏七十度以上未滿攝氏二

百度者

(6) 油庫 25000公秉以上容量儲存輕質石油類之油槽與實業用爆炸物業

(指製造販賣或儲存爆竹煙火類物品之事業)工廠之距離應保持 60公尺以上

(7) 油庫油料儲存於敞棚或露堆應保持之空地帶為上述(5)之 3倍

(8) 油庫地上儲油槽應設置防溢堤防溢堤之容量應為該儲槽容量 11倍以上兩座以上儲槽共用之防溢堤其容量應為最大儲槽容量之

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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工研院工安衛中心 1993

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7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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65

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22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

20

11倍以上

(9) 防溢堤應具有不洩漏之結構高度應在 05公尺以上

(10)防溢堤內不得裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有

閥門

(11)油庫防溢堤應裝設排放積水之排水口排水口應於防溢堤外部設有閥門

(12)油庫油量 10000 公秉以上油槽之防溢堤內部應於防溢堤外部設有閥門

(13)油庫高度 1公尺以上之防溢堤應於每隔 30公尺處設置出入階梯或坡道出入口附近應明顯標示(油槽區重地非工作人員禁止出入)

23 儲槽區防溢堤之工程安全評估 防溢堤的設施工程重要性是絕對的其扮演的角色是防止槽本

體發生災害時內容物漫延至他處同時也避免他處之災害引入堤內

的儲槽在 NFPA 30[1] 與 Exxon[2] 二規範與國內相關法規中對防溢堤之容量構造高度有詳細的設計於下探討

231 美國消防協會標準(NFPA 30)

NFPA 30 中對防溢堤之容量高度型式基礎等有詳細

條文式之敘述為增加其應用性彙整歸類成三大類來加以探討

(1)容量計算

a1 b c1

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

21

圖 1 NFPA 30 防溢堤之容量示意圖

1)單一儲槽則與儲槽容積 100

2)兩個以上儲槽則其防溢堤容積計算如下(為防溢堤高度

下容積)

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積ge a1+b+c1

(2)基礎設計

1)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15mm 以內時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 2 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m以內)

2)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤 15m以上時其防溢堤內基礎設計如下圖

圖 3 NFPA 30 防溢堤之基礎設計示意圖(15m 以上)

3)防溢堤至周界(PROPERTY LINE)距離規定

1100

3 m 以上

防溢堤 周界

1100

15 m

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

22

圖 4 防溢堤與周界示意圖

(3)高度考量

1一般防溢堤內側高度限制 18m以下

圖 5 NFPA 30 防溢堤之高度限制示意圖

防溢堤高度超過 18m須有下列措施配合

1)防溢堤高度若超過 18m 時(下列第 2 點規定除外)除有正常通道外尚須有緊急操作儲槽閥其他設備之

通道及安全出口等措施

2)任一儲存第Ⅰ類液體儲槽(FPlt378)如其防溢堤高度

超出 36m或儲槽胴體外緣至防溢堤距離小於防溢堤高

度則在正常狀況下需不必進入防溢堤以下之高度區

域即可操作閥組通往槽頂或可使用遙控閥昇高

操作走道等類似措施

3)穿透防溢堤之配管必須能抵抗因火災或儲槽下沈所引

起之額外應力

4)防溢堤內任一儲槽胴體外緣至防溢堤內測距離須 15m以上

2防溢堤可為堆土式(EARTH)混凝土式(CONCRETE)必須能完全密閉不洩漏及耐滿載之靜水壓

3堆土式防溢堤若高度大於 09m則頂度須有 06m以上之平坦區而斜度則和土質之靜止角(ANGLE OF RESPONSE)一樣

18 m 以下

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

23

4儲放第Ⅰ類液體(FPlt378)之堆土式防溢堤如果其土質為多孔性(PROUS SOILS)則須特別處理以防止洩漏液體滲

透

232 Exxon 標準

在 Exxon 標準對防溢堤的設施工程可依下列二點來加以

探討

(1) 容量計算

表 13 Exxon 防溢堤之容量

液 儲

體 閃 槽

分 火 型

類 點 式

單一儲槽

(SINGLE TANK)

配對儲槽

(PAIRED TANKS)

群組儲槽

(GROUPED TANKS)

低 閃 火 點

FPlt70 100最大儲槽容積

(說明 B)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

100最大儲槽容積

(說明 B)

高 閃 火 點

70le FP 不論儲槽數量均可配置於單一防溢堤內防溢堤高度至少需 045m以上防溢堤內側距離儲槽外緣至少需 3m以上而防溢堤容積無需計算

浮頂式 100最大儲槽容積

(說明 A)

100最大儲槽容積

(說明 AB)

不允許 原 油

固定式 100最大儲槽容積 不允許 不允許

說明

A廠內若有留置池塘(HOLDING POND)等相似安全儲存設施其上

表 100儲槽容積可以 75儲槽容積計算防溢堤容積

B儲槽儲存液體若為低閃火點或原油且其數量為 2 個以上時其

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

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65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

24

防溢堤容積計算如下

a1 b c1

圖 6 Exxon 防溢堤之容量示意圖

A儲槽含基礎內容積為 a1

B儲槽含基礎全部容積為 b

C儲槽含基礎內容積為 c1

防溢堤容積gea1+b+c1

(2)高度考量

表 14 Exxon 防溢堤之高度 防 溢 堤 高 度 防 溢 堤 類 別

最 低 最 高

堆 土 式 （EARTH）

045 m + B

由防溢堤內量起高度 B為 Freeboard 高度原油(Crude Oil)儲槽才考慮其它則免最小值

為 02 m

18m

(含 FREEBOARDB值高度)

混 凝 土 式(CONCRETE)

03m 1m

說明

A除非空間限制需用混凝土防溢堤外一般均以堆土式防溢堤設計

B堆土式防溢堤高度大於 18m混凝土防溢堤高度大於 1m均需

經過業主工程師同意

C防溢堤高度大於 18m必需用堆土式防溢堤

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

25

233 國內法規

民國八十七年勞委會修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則[3]中規定

防溢堤設置基準如下說明[(1)～(3)適用於高壓氣體]

(1)防溢堤設置應能就儲槽(承液器)內液化氣體等於液態下洩漏

時可防止其自儲槽(承液器)之有限四周範圍外流者但適

於下列規定者視同已設置防溢堤

儲槽(承液器)底部設於地面下且其四周成坑狀構造其

容量在(2)規定以上者(以下因兩水之滯留減少容量者為

限)

設置於地面下之儲槽其儲槽內之全部液化氣體（以下於

與 均同）流出時其液面均低於地面者

儲槽四周保留充分之安全空地設有儲槽（不含承液器）

發生洩漏時不致使液化氣體滯留之斜狀地面且設有安全

之導溝就流出之液化氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可

將液化氣體輸送至安全之位置者為限）者

二重殼構造之儲槽外槽具有與內槽於常用溫度下同等以

上之耐壓強度且可吸引二重殼間之氣體加以檢測並內

藏有緊急遮斷裝置者

設有承液器（不含儲槽）發生洩漏時不致使液化媒氣體滯

留將受液器之設置傾斜且設有安全之誘導溝將流出液

化冷媒氣體導入坑狀構築物（以設有液泵可將液化冷媒氣

體輸送至安全之位置或其容積在承液器內容積以上且不

因雨水之滯留減少容量者為限）

(2)容量

防溢堤之容量以相當於儲槽（不含受液器以下均同）

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

26

之儲存能力之容積（以下稱為儲存能力相當容積）以上之

容積但適於表 15 之儲槽應具各該表規定容量以上之

容量

表 15高壓氣體勞工安全規則中防溢堤之容量

儲 槽 種 類 容 量

(1)氧之液化氣體儲槽 儲存能力相當量之 60

(2)將二座以上儲槽設置

於集合防溢堤內之該

槽(以每各別儲槽設有

分隔者為限但可燃性

氣體以外之毒性氣

體設置於同一密閉建

屋內之儲槽則不在此

限)

最大儲槽之儲存能力相當容量

（適用(1)者從其規定）與其他儲

槽之總儲存能力相當容積之 10

之和之容積

備註儲槽種類欄內(2)所列防溢堤之隔堤係以(2)所列

防溢堤容量與設置於集合防溢堤內儲之儲存能力

相當容積之比所得容量為限至於隔堤高度較防液

本堤低 10cm

不受 規定之限制其容積得另自儲存能力相當容積減除

該液化氣體及儲槽內壓力之分類可氣化之液化氣體之容

積(依 之基準之容積乘以此表 16 所列儲槽內壓力所對應

之比例所得之容積)此際該儲槽內之壓力值不齊時得

取表 16較低壓力所對應之值

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

27

表 16高壓氣體勞工安全規則中可氣化之液化氣體防溢堤之容量 儲槽內之壓力

乙烯 儲槽內之壓力

乙烷 儲槽內之壓力

丙烯 儲槽內之壓力

丙烷 20以上未滿 60

90 20以上未滿 50

90 20以上未滿

45 90

20以上未滿 4090

60以上未滿110 80

50以上未滿100 80

45以上未滿80 80

40以上未滿 7080

110以上未滿180 70

100以上未滿160 70

80以上未滿130 70

70以上未滿 11070

180以上 60

160以上 60

130以上 60

110以上 60

儲槽內之壓力

丁烷丁烯

丁二烯

儲槽內之壓力 氨

儲槽內之壓力

氯甲烷 儲槽內之壓力

硫化氫

10以上未滿 25 90

70以上未滿210 90

20以上未滿45 90

35以上未滿 11090

25以上 80

210以上 80

45以上未滿45 90

110以上未滿 22080

220以上 70

儲槽內之壓力

氯

35以上 90

備註-壓力之單位kgcm2 -上表所示之氣體外之氣體者以該儲槽內壓之該氣體之氣化率

為 100減除之數值

(3)防溢堤之四周每隔 50 公尺應設進出用梯階梯子或以土積堆之出入口全周至少應分設二處以上

(4)在防溢堤面積內含兩個或更多個儲槽時應設中間隔堤將其

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

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21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

28

隔開可避免因相鄰儲槽火災而蔓延到整個防溢堤內所有儲

槽當儲存安定液體之浮頂式或錐頂式儲槽以及儲存原油之

任何型式之儲槽時中間隔堤內若單一儲槽容積超過

1600KL 時則只可有單一儲槽但中間隔堤內若單一儲槽

容積未超過 1600KL時則可有兩個或更多個儲槽但儲槽

總容積不可超過 2400KL對於整個防溢堤面積不可超過

80000m2

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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工研院工安衛中心 1993

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8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

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9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

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14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

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16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

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18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

29

第三章 易燃品一般儲存室安全之法規標準

31 易燃品儲存室工程設計安全規範

一般工廠之易燃可燃品如原料成品或燃料之儲存方式

除了以固定式儲槽儲存外一般小量多以 60加侖(約 230公升)

以下之儲存容器(container)或600加侖(約 2300公升)以下之非固

定式儲槽(Portable Tank)來儲存因此一個合乎安全標準的儲存

室規劃是重要目是必需的本節以美國消防協會標準(National

Fire Protection Association Standard 30)與由其衍生訂定之美國

職業安全衛生署(Occupational Safety and Health Admin)聯邦法

規(Code of Federal RegulationsCFR)1910106 [4] scetion(d)與(e)

為標準來說明一個合乎安全標準的易燃可燃品儲存室在程設計

上之參考安全規範

整個儲存量之安全規範可以分成五個方面來討論包括

(1)建造(2)電器安全(3)通風(4)消防(5)儲存量

311建造(Construction)安全規範

(1)依據 CFR1910106 之規範如果儲存室與其它工作場所距離小於 50 呎(約 15 公尺)則其牆壁之防火等級(fire resistance ration其定義參考 NPFA 251)至少需要 2小時以上而 NFPA 30之建議值則為 4小時

(2)防火門必需為自閉式(self-closing)NPFA 30 並建議其防火等級至少需 05小時以上

(3)地板與牆壁之接縫需可防漏出入門口需有 4吋(約 10公分)高之門檻或是其內部地板高度低於室外 4 吋以防止儲存之物料洩漏至外面引燃回火至儲存室內

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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工研院工安衛中心 1993

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8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

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9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

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14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

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16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

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18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

30

312電器安全規範

儲存室在電器使用上應使用防爆電器包括燈具開關與

電線至於其防爆電器之種類應以其儲存化學品之易燃性等

制來決定其等級分類請參考表 17例如此化學品若其沸點

低於 100(378)且其閃火點(Flash Point)低於 73(227)則歸類為 class IA)

表 17 易燃可燃化學品等級分類表 閃 火 點

IIIB

93 IIIA 60 II

378 IC 227 IA IB

378 沸點

(1)若有儲存 Class Ⅰ(包括 Class I AI B)之化學品則電器之選用上應選擇符合美國NEC規章 500節所定義之Class ⅠDivisionⅡ規定之電器

(2)若無儲存 ClassⅠ之化學品則選用一般防爆電器即可

313通風安全規範

(1)一般通風裝置有二種包括機械通風與自然通風 (gravity exhaust ventialation)二種方式NFPA 30建議者有使用 Class I 化學品則應使用機械通風裝置

(2)通風室之考量上NFPA 30建議需能達到室內之化學品蒸氣最低爆炸下限(LEL Low Explosion Limit)之 25以下但若

室內儲存為種化學品則此條件不易判定因此 CFR 29

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

31

1910106規定為每一小時至少完全換氣 6次此為較易判定

之規範

(3)如使用機械通風裝置其開口需位於室外如使用自然通風裝置則空氣之出入口需位於室外

(4)通風入口與出口需位於室內相對之位置且離地面不可高於

12英吋(30公分)

314 消防安全規範

(1)OSHA CFR29 1910106與 NFPA 30二者並無要求一定要有自動滅火裝置但依據 NFPA 30有無自動滅火裝置會影響其存量之限制值參考 456

(2)NFPA 30建議至少要裝置有一等級為 20-B之提滅火器其裝置位置距儲存物在 10呎(3公尺)與 50呎(15公尺)之間

(3)消防管線可為 1 12 英吋(38公分)之軟管或 1吋(25公分)之硬管(hard rubber)其裝置需符合 NFPA 14之要求

315儲存量與堆疊方式之限制

因為 NFPA 30與 OSHA CFR29 1910106中表格相似且數字上只有一點差異因此以下皆以 CFR29 1910106之建議值為參考規範

(1)儲存室面積與單位面積儲量產之限制

如表 18所示其中是否有防火系統在 NFPA 30係指自動防火系統

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

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7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

32

表 18CFR 29儲存室面積與單位面積存量之限制

是否有防火系統 防火等級(小時) 最大儲存面積(單位平方英尺)

每平方英尺允許

之儲存量(加侖)

是 2 500 10

否 2 500 5

是 1 150 4

否 1 150 2

(2)每一個堆疊(pile)儲存量限制

如表 19 為使用儲存容器(container)表 20 為使用非固定式儲槽(portable tank)

表 19CFR 29使用儲存容器(Container)之堆置量限制

易燃等級 儲存室位置 有配置防火設備

每堆疊量(加侖)

無配置防火設備

每堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

2750 不可

600 不可

I B 地上

地下

5500 不可

1375 不可

I C 地上

地下

16500 不可

4125 不可

II 地上

地下

16500 5500

4125 不可

III 55000 8250

13500 不可

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

33

表 20CFR 29使用非固定式儲槽(portable tank)之堆疊量限制

是否有防火系統 儲存室位置 有配置防火設備

與堆疊量(加侖)無配置防火設備

與堆疊量(加侖)

I A 地上

地下

不可

不可

不可

不可

I B 地上

地下

20000 不可

2000 不可

I C 地上

地下

40000 不可

5000 不可

II 地上

地下

40000 20000

5500 不可

III 地上

地下

60000 20000

22000 不可

(3)通道

主要通道至少３呎(1公尺)寬邊道 4呎(12公尺)寬且容器不可距離通道超過 12呎

(4)每堆疊至少間隔 4呎(約 12公尺)

(5)堆疊時應使用托版(pallets)並將巢狀方式堆疊

32 高壓氣體鋼瓶儲存室安全規範

就廠區設施設計與工程安全上來說高壓氣體鋼瓶的儲存

室可能是個較不受重視的角落在法規與標準的規範中也較

無整體性之完整規劃規定致使各工廠鋼瓶儲存室安全性差異

很大其中儲存室的圍牆設計面積設計與其對外安全距離有

相當之關係自 321至 326分別針對有關鋼瓶之儲存條列

六種不同法規與標準並於 327中作一彙整分析以供本技術手冊使用者參考

至於戶外少量鋼瓶之存放應做到以下數點

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

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11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

34

(1)具備遮陽避雨之設施以避免溫升與雨水侵蝕

(2)固定瓶身

(3)墊高底部

(4)標示ldquo高壓氣體危險ldquoldquo嚴禁煙火ldquo等警語

(5)標明開闢狀況與方向其中可燃性與毒性氣體應為反時針方

向開啟之開闢

(6)標明專責管理人員姓名電話

321 勞工安全衛生設施規則

內政部於民國八十三年修訂ldquo勞工安全衛生設施規則 [5]其中規定

第二百六十條 雇主對於高壓氣體之貯存應注意下列事項

一貯存場所應有適當之警戒標示禁止煙火接近

二貯存周圍二公尺內不得放置有煙火及著火性引火性物品

三盛裝容器和空器應分區放置

四可燃性氣體有毒性氣體及氧氣之鋼瓶應分開貯存

五應安穩置放並加固定及裝妥護蓋

六容器應保持在攝氏四十度以下

七貯存處應考慮於緊急時便於搬出

八通路面積以確保貯存處面積百分之二十以上為原則

九貯存處附近不得任意放置其他物品

十貯存比空氣重之氣體應注意低窪處之通風

第二百六十一條 雇主對於高壓可燃性氣體之貯存除前條規

定外電氣設備應採用防爆型不得帶用防

爆型攜帶式電筒以外之其他燈火並應有適

當之滅火機

第二百六十二條 雇主對於高壓毒性氣體之貯存除第二百六

十條規定外並應注意下列事項

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

35

一貯存處要備置吸收濟中和劑及適用之防毒面罩呼吸器

二具有腐蝕性之有毒氣體應充分換氧保持通風良好降

低濕度

三不得在腐蝕化學藥品或煙囪附近貯藏

四預防異物之混入

322 高壓氣體勞工安全規則

勞委會於民國八十七年修訂ldquo高壓氣體勞工安全規則 [3]其中規定

第 七 條 本規所稱容器係指灌裝有高壓氣體之移

動式壓力容器

第 八 條 本規則所稱灌氣容器系指灌裝有高壓氣

體之容器而該氣體之質量在灌裝時質量

之二分之一以上者

第 九 條 本規則所稱殘氣容器係指灌裝有高壓氣體之容器而該氣體之質量未滿灌裝時質

量之二分之一者

第 七十九 條 容器放置場灌氣容器及殘氣容器(以下簡稱灌氣容器等)應依下列規定

一容器放置場應明確標示且於外面明顯處所設置警戒標示

二以絕熱材料被覆以外之可燃性氣體或氧氣灌氣容器等之容

器放置場應使用不燃性或難燃性材料構築輕質屋頂

三可燃性氣體之容器放置場應使儲存之氣體漏洩時不致滯

留之構造

四二氧化硫氨氯氯甲烷環氧乙烷氰化氫光氣或

硫化氫之容器放置場應設該氣體等漏洩時可除毒之設

備

五可燃性氣體或氧氣之容器放置場應依消防法有關規定設

滅火設備

六灌氣容器等應按灌氣容器及殘氣容器區分分別放置於容

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

36

器放置場可燃性氣體毒性氣體或氧氣之灌氣容器或殘

氣容器亦同

七容器放置場不得放置計量器等作業上必要以外之物品

八容器放置場四周二公尺以內不得有煙火或放置危險物質

但在容器放置場以厚度九公分以上鋼筋混凝土造或具有

與此同等以上強度構築防護牆時不在此限

九灌氣容器等應經常保持其溫度於攝氏四十度(超低溫容器或低溫容器則以該容器內氣體之常用溫度中之最高溫度)以下

十灌氣容器等(內容積在五公升以下者除外)應採取防止因容器之翻倒掉落引起術擊及損傷附屬之閥等措施

十一可燃性氣體之容器放置場不得攜帶有產生火源之機具

或設備

第一百十八條 儲存高壓氣體之容積在三百立方公尺或三千

公斤以上事業單位應設專用儲存場(以下簡稱「高壓氣體儲存場」)但甲類製造事業單位

供應事業單位經許可者不在此限

第一百二十一條 以容器儲存高壓氣體之高壓氣體儲存場(不含次條規定者)其設置應依下列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之規

定其可流通高壓氣高之配管者且應準用第四十一條及

第四十三條高壓氣體設備之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款之

規定

第一百二十二條 以容器儲存液化石油氣之液化石油氣儲存場其設置應依左列規定

一容器以配管連接者準用第七十九條第一款至第五款(不含第四款)之規定

二容器未以配管連接者準用第七十九條第一款至第六款(不含第四款)之規定

第二百零九條 中央主管機關對高壓氣體之儲存依各該氣體

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

37

之種類高壓氣體儲存場所之規模儲存場所

四周環境之狀況儲存方法及其他相關事項

認定高壓氣體儲存場所之儲存設施情況特

殊得使其不受第四章規定之限制另以適當

標準為儲存設施標準

323高壓氧氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 1261號高壓氧氣鋼瓶安全規章[6]

1適用範圍本標準適用於溫度 35時最大灌裝壓力

300kgcm2 使用溫度在 40以下內容積在 80 l以下之氧氣鋼瓶(以下簡稱氧瓶)本身且氧瓶除依照勞工行政主管

單位發布之一般高壓氣體設施之有關規定外並須符合本

標準之規定

3氧瓶之儲存

31氧瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32 氧瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼

33 氧瓶儲存庫應為輕質屋頂之不燃性構造並須要其他

設施保持如表 21之 11及 12安全距離儲存庫牆壁

厚度為 12cm以上之鋼筋構造以上強度者11及 12

之安全距離得依表中之值減半內部面積小於 8m2

時對其他設施得不保持安全距離

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

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11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

38

表 21氧瓶儲存庫距其他設施保持之安全距離

儲存庫面積(X)

8m2以下 未滿 25m2

超過 8m2

25m2以上

對收容多數人為目的之

設施或公共場所( l 1)

單位m

127 45 x 225

對一般供人居住之設施

( l２)

單位m

85 3 x 15

34 氧瓶儲存庫內應嚴禁煙火並應設置嚴禁煙火之標誌

35氧瓶存放應使其立穩且加固定避免撞擊及受陽

光之曝晒並須經常斿好護帽

36 氧瓶儲存於庫房內應經常檢查其閥有無漏氣並勿沾

油

37 易燃性或爆炸性危險物料如油類電石及灌充有其

他可燃性氣體之容器等不得同時堆放於氣瓶儲存

庫內

38 氧瓶儲存庫室溫應保持 40以下

39有機器震動或爐火高溫之處應禁止儲放氧瓶

324溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

中國國家標準第 2224號溶解乙炔氣鋼瓶安全規章[7]

1適用範圍本標準適用於內容積 3 l以上48 l以下之溶解乙炔氣用焊接鋼瓶之有關技術安全規定

3乙炔氣瓶儲存

31乙炔氣瓶之儲存空瓶與滿瓶應分批存放避免混亂

32乙炔氣瓶儲存庫應注意通風乾燥陰涼應與其他房屋隔離房屋間保持適當之距離或加築防禦

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

39

爆炸之隔牆並採用防火之建築同一室內或一間

隔內儲存量不得超過 50m3之氣體

33乙炔氣瓶之儲存庫內應嚴禁煙火並應於門首設置白底紅漆字顯明之嚴禁煙火標誌共應經常檢查其

氣閥有無漏氣又儲存庫內用電器開關及其他電器

設備均須為防爆級

34乙炔瓶之儲存應設專用庫房庫房與其他保安設施應保持 20m以上之安全距離並於其週圍加築厚度為

12cm 以上之鋼筋水泥牆壁或相當強度之防爆隔

牆牆高儘可能不低於 25m庫房內不得儲存易燃

性助燃性毒性腐蝕性及爆炸性等危險物品及

其他任何物料

35 爐火高溫之處應禁止貯放乙炔氣瓶

36乙炔氣瓶置放於戶外時如無適當蔭蔽之處應設置帳幕或以其他方法遮斷陽光之直接照射並應經常

檢查其瓶閥有無漏氣及沾油等情事

325 經營公共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦

法

經濟部工業局與內政部於民國八十二年會銜公佈ldquo經營公

共危險物品及高壓氣體各類事業之分類與安全管理辦法 [8]其中規定

第 二 十 一 條 儲存公共危險物品之處所及處理場所應設

置左列報警設備

一火警自動報警設備包括

(一)自動火警探測設測設備

(二)手動報警器

(三)報警標示燈

(四)火警警鈴

(五)火警受訊機總機

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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工研院工安衛中心 1993

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6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

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11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

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18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

40

(六)緊急電源

二報警電話或其他報警裝置

三擴音設備

四警鐘

高壓氣體存放場所應置火警自動報警設備每十平方公尺應

至少設置一個漏氣探測器前二項處所應設置有效之滅火設

備其規格由內政部定之

第 二 十 三 條 公共危險物品及高壓氣體儲存處所之員工應接受消防訓練及演習

第 二 十 四 條 公共危險物品及高壓氣體儲存及販賣等作業中其負責人應執行安全監督置安全

作業管理員者應接受消防警察機關公共

危險物品消防安全講習

326 台灣省火災防救辦法

第 五 條 供公眾使用建築物及交通工具應設置消防設備其基準如下表

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

41

項 分 目 類

手提滅火品 自動滅火品 特殊警報備

甲類

每層樓地板面積在 100 平方公尺以下者配置二具超過 100平方公尺者每增加 100 平方公尺增設一具

乙類

每層每層樓地板面積在 150 平方公尺以下者配置二具超

過 150平方公尺者每增加 150平方公尺增設一具

丙類

每層樓地板面積在 200 平方公尺者配置二具超過 200 平方公尺者每增加 200 平方公尺增設一具

丁類

每層樓地板面積在 300 平方公尺以下者配置二具超過 300平方公尺者每增加 300 平方公尺增設一具

交 通工 具

火車每節車箱暨公共汽車民

營客運遊覽車交通車等

每輛應配置一具

左述各類場所之

配電室電氣(機)房電影院之放

映室鍋爐房

等應另設有效

之自動滅火器

其設置數量以能

涵蓋各該場所範

圍為準

左 述 各 類 場

所如儲存危險

性氣體危險性

氣 體 或 蒸 氣

者應按各該場

所 及 設 施 狀

況另設有效之

火災報警設備

或瓦斯警報器

備

註

一甲類對象為經營危險物品及高壓氣體之行業適用有關規定

二工廠倉庫依勞工安全衛生設施規定配置

三前述各類之滅火器應視該場所潛在火災之性質參照中國

國家標準第三六五八號之火災分類規定配置之(其型式不得

小於十磅型)

四六層以上甲丙類建築物視需要酌設左列器材(一)救生繩索(二)救生袋(三)避難橋(四)緩降機(五)其他避難器具

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

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7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

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18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

42

327 鋼瓶儲存室安全之彙整分析

首先將重點區分為儲存室設施設計安全與容器安全兩部

份並且提供儲存室安全檢查表於附件三與附件四的自動

檢查表以利業者使用增益安全保障

3271鋼瓶儲存室之安全

(1)建築上採用難燃性材料

(2)考量放爆面設計最好採輕質屋頂之放爆面

(3)視存放需要儘可能將面積設計愈小愈好並按標準建構合格水泥牆減半安全距離甚至面積在 8m2以下可以不考慮安全距離

(4)室內溫度維持在 40以下

(5)室內走道空地佔總面積之 20以上

(6)偵測警報設備與消防符合消防法(476 與 477)之基本要求

(7)室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

(8)儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑或吸收劑等以及防毒面罩

(9)儲存不同特性的氣體要分類存放其中可燃性氣體

與助燃性氣體宜相距 10 公尺以上其間放置惰性氣體

(10)實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚

(11)可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型電氣設備及照明設備

(12)儲存室內除計量器外不可有其他雜物

(13)儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險等警語

(14)周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

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工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

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7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

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估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

43

3272容器本體之安全

(1)每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

(2)瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

(3)瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

(4)瓶身表面若有嚴重腐蝕或損傷需請廠商處理之

(5)頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則自第一認定期檢查合檢日（由原始打刻日期

得知）起算十五年以內者每三年檢查一次超過

十五年至二十一年以內者每二年檢查一次超過

二十一年者每年檢查一次

(6)地板若有積水現象瓶底需有防止腐蝕之措施

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

44

第四章 儲槽火災之理論模擬

在前述章節中之法規標準彙整訂定安全距離的目的即在於避

免或減緩熱危害事實上從上述規範中所得之結果僅是一安全距

離值極難對易燃品火災可能嚴重情形有所判斷更難去對消防撒

水的消減效能有定量上的估計藉由儲槽火災數值模擬技術 [9]

可協助分析出儲槽區內火災嚴重度即實際估算安全距離之隔離延

燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之消減效能

當一儲槽發生火災時相鄰的儲槽可能受到火焰的熱輻射

火災的形式考慮外洩生成池火與槽內火災兩種並考慮燃燒速率

火燄範圍與輻射強度利用儲槽的熱效應動態模式可分析出儲槽

受火災危害時槽壁及槽內流體溫昇之趨勢撒水保護之效能亦可利

用熱效應動態模式模擬出本手冊使用者可計算出儲槽消防保護

量

41 儲槽熱效應模型

完整的儲槽熱效應分析必須考慮三維的槽壁溫度分布槽內流

體三維的溫度分布與流動液相受熱蒸發槽壁與槽內流體及熱

力性質的變化等數學模型的建立與數值解皆極為複雜困難目

前文獻上雖有部分之進展如 Ramskill[11]Aydemir[12]及

Kourneta[13]但仍缺乏完整之分析為簡化分析以尋求一工程上

可用的簡化模型我們做了下列的假設

槽內液相與氣相的溫度分布均勻並分別以 Tl 及 Tg 表示

槽壁因可能受熱範圍不同依圖 7可分為四區與槽內液體接觸並有受熱與槽內液體接觸但無受熱與槽內氣體接觸並有受

熱以及與槽內氣體接觸但無受熱每一區之溫度亦分佈均勻

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

45

分別以 TwlhTwlc Twgh Twgc 表示

非低蒸氣壓 LVP 氣體槽內流體及槽壁之熱物性質隨溫度之變化

極少

非低蒸氣壓 LVP氣體槽內液體受熱蒸發之量極少並可忽略

槽外空氣之溫度為恆定

T l

T g

RadiationT wlc

T T wgh

T wlh

wgc

圖 7 槽內流體與槽壁的溫度分區

依照上述假設我們可對槽內流體及各區槽壁列出下列能量守恆方

程式

ρw wlh w wlh wa wlh ah wlh wl wlh wlh l Ewh

wlhlc wlhlc wlh wlc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus minus minus (1)

ρw wlc w wlc wa wlc ac wlc wl wlc wlc l Ewc

wlhlc wlhlc wlh wlc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus minus minus (2)

ρw wgh w wgh wa wgh ah wgh wg wgh wgh g Ewgh

wghgc wghgc wgh wgc wlhgh wlhgh wlh wgh

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

minus minus + minus (3)

ρw wgc w wgh wa wgc ah wgc wg wgc wgc g Ewgc

wghgc wghgc wgh wgc wlcgc wlcgc wlc wgc

V Cpt

T h A T T h A T T Q

h A T T h A T T

dd

( ) ( ) ( )

( ) ( )

= minus minus minus +

+ minus + minus (4)

ρ l l l l gl gl g l wl wlc wlc l wl wlh wlh l GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (5)

ρ g g g g gl gl l g wg wgc wgc g wg wgh wgh g GenV Cpt

T h A T T h A T T h A T T Qdd

( ) ( ) ( ) ( )= minus + minus + minus + (6)

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

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7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

46

其中

Tl 儲槽中液相均勻分布的溫度

Tg 儲槽中液相均勻分布的溫度

h 熱傳係數

Q 外界輻射熱傳或內部反應熱

ρ 密度

V 體積

A 面積

Cp 等壓比熱

下標 lgw 分別表示液相氣相與槽壁 wlhwlcwghwgc 分別表示與液相或氣相接觸之有受熱或無受熱的槽壁

上述方程式中熱傳係數 h必須依靠理論或經驗公式來提供例

如槽壁與槽外空氣的熱傳係數 hwa可依據下列自然對流公式[13]

h T Tw a= minus131 1 3 ( ) (7)

槽內流體與槽壁的熱傳係數則可用下列經驗式求出[14]

N C R N hH

kR g TH

u an

u a= = =( ) βαν∆ 3

(8)

C與 n為常數但隨流場之不同而變在紊流情況下 C=01n=13

各區槽壁間之熱傳則可依熱傳導之理論導出有效傳導長度∆x及熱傳係數[11]

h k

xx k b

h h h hwcwhw

wwa fa hot wa fa cold

= =+

++

⎡

⎣⎢⎢

⎤

⎦⎥⎥∆

∆ ( )( ) ( )

1 21 2 1 2

1 1

(9)

方程式 (1)ndash(6)為聯立的常微分方程式我們採用 4 階的

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

47

RungendashKutta方法並將上述模型以 FORTRAN寫成 THERMOndashV程式其中積分的時間長短可依槽壁溫度變化量自動增加執行

前輸入槽的形狀尺寸大小液位以及各溫度之起始值輸出的

結果為各溫度隨時間的變化值

常壓儲槽最常用的保護措施為撒水冷卻撒水的主要功能在槽

壁形成一連續的水膜藉由雙重的對流與水膜表面的蒸發迅速將

槽壁的熱帶走一般而言有撒水與無撒水的槽壁熱傳係數相差可

在 1000倍以上也正是因為這個原因撒水系統成為最廉價的槽

體防護方法同樣的完整的撒水冷卻理論分析將涉及複雜水膜

表面的不穩定運動及表面蒸發的質傳作用因此我們做了下列的假

設以求得簡化的模型

bull 儲槽表面撒水均勻且依照與槽壁受熱及無受熱處之接觸不同分為

兩區溫度分別用 Tah及 Tac表示

bull Tah與 Tac間的熱傳可忽略

bull 表面蒸發的水量可忽略其熱傳量可合併於對流熱傳表示

依照上述之假設我們可列出下列冷卻水的能量守恆方程式

ρa ah a ah h a ai ah wa h w ahV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (10)

ρa ac a ac c a ai ac wa h w acV Cpt

T SA Cp T T h A T Tdd

( ) ( ) ( )= minus + minus (11)

其中 S 為單位表面積的撒水量Va 為附著於槽表面的水量其值

須由水膜之厚度來決定上述二式中方程式右邊第一項表示連續

撒水的顯熱差異第二項則為熱對流但其熱傳係數的經驗示亦通

常含有蒸發的潛熱本研究則採用下式[15]

h SD

wa = 85002

1 3( )

(12)

欲求得 Va則必須知道水膜之厚度 baba則可依據下式[16]

b SH

gaa

=⎛⎝⎜

⎞⎠⎟0 304

1 75 0 25

2

1 3

( ) micro

ρ (13)

其中 H為槽之高度Va=baAa

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

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估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

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21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

48

(10)(11)兩式可與(1)ndash(6)式合併聯立求解式(1)ndash(4)中之 Ta 則分別用 Tah或 Tac取代上述聯立方程式中尚有外界熱源項仍為未

知須由儲槽火災模型來決定

42 儲槽火災模型

儲槽火災的形式仍可分為兩種一種是掀頂燃燒其對鄰近儲

槽之危害主要是熱輻射但若燃燒火焰的水平長度超過與鄰近儲槽

的距離時則火焰的熱對流就變得很重要另一種火災的形式是槽

壁破裂外洩所產生的池火外洩液池的大小視破裂的孔徑而定若

液池範圍涵蓋鄰近儲槽則燃燒的火焰可能吞沒整個儲槽儲槽被

火焰吞沒(Fire engulfment)的熱傳以對流為主表面熱通量可達 40

～200kWm2 能對儲槽造成極大的危害遠距離的池火則可依照

掀項火災之熱輻射方式計算Crocker及 Napier[17]曾仔細評估各種

儲槽火災的模型並建議對儲槽安全距離之估算可以使用柱狀火焰

模型(Solid flame model)此模型假設火焰形狀為一圓柱狀且其熱量

是由圓柱表面均勻射出對鄰近物體表面的輻射量為

q F T Tr f o= minusτεσ ( )4 4

(14)

其中 qr 為單位面積的受熱量(Wm2)

F 為火柱到受熱物之形狀因子(View factor)

τ 為大氣穿透率本文中視為 1

ε 為火焰放射係數本文中亦視為 1

σ 為 StefanndashBoltzmann常數

Tf 為火焰溫度

To 為受熱物之溫度

F之計算則採用Morgan及 Hamilton[17]之式子

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

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7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

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14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

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16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

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17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

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18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

49

F BB

CB

CC

BC

B Dx

C Lx

=+ +

++ +

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥ = =minus minus1

2 1 1 1 1 221

2 21

2πtan tan (15)

其中 x為儲槽火災的中心點到鄰近儲槽槽壁的距離火焰長度 L則

依據 Thomas[18]之經驗式

L D m

gD=

primeprime⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

deg

420 61

amp

ρ (16)

其中 ro為大氣之密度g為重力加速度 amp primeprimem 為單位面積之燃燒

速率其值可用 Babrauskas[19]之經驗公式求得

amp ( )primeprime = sdot = = +infin infin

minuslowast intm m m H

HH H C T dTc

v v pT

T

e

bεν

10 3 ∆∆

∆ ∆ (17)

DHc為燃燒熱DHv為蒸發潛熱Te為外界之溫度

經由上述經驗式我們可計算出相鄰兩個儲槽因其中一槽掀

頂燃燒時另一槽的受熱量此一受熱量可與熱效應配合而模擬

出受熱之槽壁及槽內流體的溫昇速率當火災型式為外洩所生成的

池火時假若火焰並未直接接觸鄰近的儲槽仍可使用上述柱狀熱

源模型來計算其輻射強度如果池火範圍已涵蓋到鄰近儲槽則可

依式(17)及假設 F=1 來計算其熱傳量

43 危害標準

截至目前為止仍未有一公認之儲槽受熱的危害標準

Robertson[20]建議使用一固定 378kWm2的熱通量作為標準而不

考慮實際輻射時間及其效應對於壓力容器Moodie等人[21]則建

議採用當容器內壓力所產生的應力超過材料所容許之應力為標

準然而對於常壓容器則因為其主要危害較可能為熱應力因此上

述條件並不適用Prugh[22]則建議採用材料的破壞溫度為標準對

一般的鋼材約為 600事實上危害的標準是隨材質及製造方法

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

50

而變的很難訂出統一的標準但是簡單的危害標準仍可提供評

估不同危害時之參考本文提出兩種常壓儲槽的危害標準第一種

是由 Prugh所提出是以槽壁溫度達到 600時為標準當槽壁溫

度超過 600時除了減弱其槽體鋼材的強度之外亦可能引燃或

引爆與其接觸之可燃物蒸氣進而導致整個槽的燃燒第二種則是

在採取應變措施（撒水）下槽壁溫度達到 100 訂定為危害

的標準原因是撒水仍無法完全有效的移除槽壁的熱累積使得槽

壁上的水膜產生局部蒸乾（dry-out）槽壁因此產生熱點（hot spot）

最後亦將造成槽壁破裂和大量內容物外洩擴大火災的規模及危害

程度以上兩種標準是依據儲槽實際的危害情況所訂定出的標準

雖然未必適用於全部的意外狀況但應可涵蓋大部分的情形進一

步提供設計儲槽防護設備時之參考及依據

44 安全距離分析結果

玆以二個相鄰 12m 的 100m3 甲苯儲槽 (D=48mH=65m

b=0005m假設 80的存量)為例模擬在不同的安全距離下的各種

危害與所需之撒水保護措施當其中一個因意外而掀頂起火燃燒

時另一個槽之各區溫度變化如圖 8所示由圖 8可看出未有撒

水保護之槽壁溫度迅速上升而於 4分鐘之後與氣相接觸之槽壁即

超過 600依據 NFPA標準此二槽之安全距離應為 16m縱使

增加為 24m或 48m如圖 9所示仍不足以保護該槽 10分鐘顯

見無撒水保護之儲槽縱使其安全距離有遵循 NFPA標準仍不足以

防護該槽受到鄰近儲槽火災之熱輻射危害

若該槽在同樣危害狀況下對槽壁施以 8 Lmin m2 均勻的撒

水則由圖 10 可看出槽壁最高溫度迅述上升至 55後即接近穩

定顯見 8 Lmin m2的撒水能有效保護槽的結構與槽內物質若

將撒水量降為 5 Lmin m2 時由圖 11 可看出槽壁最高溫度約在

65當撒水量進一步降至 2 Lmin m2 時由圖 5可看出槽壁溫

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

51

度在 60 分鐘後將超過 100可能導致槽壁表面之水蒸乾而使

壁溫再度急遽上升過少之撒水量亦可能無法完全覆蓋槽壁表面

故我們總結 2 Lmin m2 之撒水量仍不足以防護該儲槽但 5 Lmin

m2 之撒水量則尚可接受對於不同大小形狀與距離之儲槽的撒

水量與其效能亦可分析出

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

52

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Twgh

Tg

T wlh

T l

槽壁可能破壞溫度

圖 8 安全距離為 12m時槽內流體與槽壁的溫昇模擬結果

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

槽壁可能破壞溫度

安全距離=12m

16m24m

48m

圖 9 不同安全距離時槽壁的最高溫度的上昇趨勢

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

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3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

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9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

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14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

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19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

53

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Twgh

Twlh

Tg

Tl

圖 10 安全距離為 12m且槽壁有 8Lmin m2撒水時

槽內流體與槽壁的溫昇趨勢

時 間 (分)

溫 度

(C)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

水的沸點

灑水量 = 8 Lmin m2

5 Lmin m2

2 Lmin m2

圖 11 不同槽壁撒水量時之槽壁的溫昇趨勢

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

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附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

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附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

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一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

54

第五章 儲槽安全評估之案例分析

某公司製程使用原料包括有甲苯丁酮丙酮甲基丙烯酸

甲酯(MMA)其固頂式儲槽區內之配置圖見圖 12為評估此公司

槽區之安全距離狀況以下將就法規面與技術面兩者來加以執行

圖 12 某公司儲槽區配置示意圖

就法規面而言以第二章所彙整之規範來加以研析將結果整

理成表 22就此表之結果可判斷出此公司建廠之設計規範應該

是採用 NFPA30為主

甲苯

丁酮

丙酮

甲基丙烯 酸甲脂

二槽幾何資料

400 m3 D 80 m H 90 m

二槽幾何資料

60 m3 D 40 m H 50 m

267 m

133 m

4 m

55 m

55 m

55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

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55

表 22 某公司儲槽區內安全距離之評估結果

現場值 NFPA30 Exxon Mobil 高壓氣

體hellip

甲苯-丁酮 267 267 4 15 4 甲苯-丙酮 4 2 4 15 3 甲苯-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

丙酮-甲基丙

烯酸甲

酯

133 133 2 5 2

丁酮-甲基丙

烯酸甲

酯

55 2 4 15 3

就技術面之評估可藉由第四章所述之儲槽火災數值模擬技

術模擬分析出就目前之安全距離而言儲槽區內發生各種火災

情形之嚴重度並估算撒水冷卻加入後之延燒消減效能

首先對於甲苯槽之周圍三槽(丁酮丙酮甲基丙烯酸甲酯)發

生火災而後甲苯槽受熱輻射升溫之影響可由圖 131415 之

結果比較發現由於丁酮槽之燃燒面積大暨燃燒熱值高且燃燒速率

快因此短短三分鐘內理想狀況下由丁酮儲槽發生之火災其熱

輻射可將甲苯槽受熱面之槽壁升溫超過 600以上此溫度已有可

能破壞槽體鋼材設計強度致使圓筒槽之完整性受到威脅並引燃

甲苯槽內蒸氣

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

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Twgh

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(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

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300

400

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600

700

800

TlTwlh

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59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

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0 50 100 150 2000

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110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

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(C)

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60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

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Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

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120

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160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

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(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

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(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

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(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

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(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

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60

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100

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Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

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(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

56

因此隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 16 之結果發現

撒水量為 5 LPMm2時經過 100餘分鐘後冷卻水已有可能會局

部蒸乾產生熱點之危險當撒水量加大至 75 LPMm2時冷卻水

溫經約 3 小時後仍不超過 90此情形已為可接受之狀況當撒

水量再加大至 10 LPMm2時冷卻水溫經 3小時後仍不超過 80

此情形為更安全之狀況至此已可獲得不同撒水量之效能差異之

情形結果也顯示出甲苯槽之冷卻撒水至少要 75 LPMm2以上

方能確保周圍槽火災時不致產生延燒現象

對於丁酮槽的熱效應動態分析周圍數槽(甲苯丙酮甲基

丙烯酸甲酯)火災中以甲苯槽火災影響甚巨由於甲苯槽燃燒熱

值高且燃燒速率快因此由圖 17之結果發現15分鐘內理想狀況

下由甲苯儲槽發生之火災其熱輻射可將丁酮槽受熱面之槽壁升

溫超過 800以上

隨後加入撒水冷卻來探討其效能由圖 18 之結果發現撒水量

為 5 75LPMm2 時均難以帶走熱輻射之影響當撒水量加大

至 10 LPMm2時約 30分鐘後冷卻水才有可能會超過 100

至此可知丁酮槽之撒水量應取在 10 LPMm2

對於丙酮(60m3) 甲基丙烯酸甲酯二槽的熱效應動態分析

周圍數槽火災中經分析均以甲苯槽火災影響最巨由圖 1920

之結果發現約 6-7分鐘左右內理想狀況下由甲苯儲槽發生之火

災其產生熱輻射可將丙酮甲基丙烯酸甲酯二槽受熱面之槽壁升

溫超過 600以上但加入撒水冷卻來探討其效能由圖 2122

之結果發現撒水量僅為 75 LPMm2時丙酮甲基丙烯酸甲酯二

槽均仍能有不錯之降溫效能

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

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Tl

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00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

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700

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TlTwlh

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time(min)

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Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

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mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

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Tl

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0 50 100 150 200

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Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

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Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

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(c)

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MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

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0 50 100 150 2000

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第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

57

由此案例分析之結果使用者不難理解到法規面之評估分

析著重之角度在於儲槽之幾何形狀以及內容物之閃火點之高低

但技術面之模擬分析更能考慮到化學品燃燒之詳細物化性的影

響而所得之模擬結果對於儲槽區之安全評估能有更好之判斷

也能事先提供槽區火災緊急應變規劃之用

58

tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

300

400

500

600

700

800

TlTwlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

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12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

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tolu-ace

圖 13 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丙酮儲槽發生火災產生熱輻射)

Tolu-mma

圖 14 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲基丙烯酸甲酯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 60

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200

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600

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Tl

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tem

pera

ture

(C)

time(min)

00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

100

200

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time(min)

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Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

Twlh

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

59

Tolu-mek

圖 15 甲苯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

tolu-mek-spray

圖 16 甲苯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (丁酮儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Tg

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pera

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(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

10

20

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90

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110 Tc-5LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-10 LPMm2

tem

pera

ture

(C)

time(min)

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

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Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

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120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

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(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

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pera

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(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

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140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

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(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

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(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

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100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

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(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

60

mek-tol

圖 17 丁酮儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Mek-tol-spray

圖 18 丁酮儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

00 05 10 15 20 25 300

200

400

600

800

Tl

Tg

Twlh

Twghte

mpe

ratu

re(C

)

time(min)

0 50 100 150 200

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

61

Ace-tolu

圖 19 丙酮儲槽(60m3)槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

Ace-tolu-spray

圖 20 丙酮儲槽(60m3)冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 2 4 6 8 10 12 140

100

200

300

400

500

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700

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(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

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120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

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(c)

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62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

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0 50 100 150 2000

20

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Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

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(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

62

MMA-tolu

圖 21 甲基丙烯酸甲酯儲槽槽內流體與槽壁溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

MMA-tolu-spray

圖 22 甲基丙烯酸甲酯儲槽冷卻水之溫昇動態模擬結果 (甲苯儲槽發生火災產生熱輻射)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

100

200

300

400

500

600

700

800

Tl

Twlh

Tg

Twgh

tem

pera

ture

(C)

time(min)

0 50 100 150 2000

20

40

60

80

100

120

140

Tc-10LPMm2

Tc-75LPMm2

Tc-5LPMm2

tem

pera

ture

(c)

time(min)

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

63

第六章 結論與建議

重大的化災常不是直接被引發的而是層層導引連貫終至不可

收拾探究起因常可能只是小設備失誤所導致如果廠內設備機器

的配置設施工程的設計均能有效的安排規劃將危險隔離區域化－

亦即事先考量安全距離及隔離之安全設施將可在災害發生時將危害

程度縮限於某一小區域不致波及其他具潛在危害的相關設備

針對易燃品之儲存安全規範國內外政府機構或大型石化公司都

訂有不同的標準然而其間亦多有差異事實上僅以一安全距離配合

固定水量設計值去應用在所有不同化學品槽體上實屬非經濟性做

法可能會過度保守設計致缺乏經濟效益浪費水源亦有可能無法有

效阻擋槽區延燒狀況

藉由儲槽火災數值模擬技術可協助分析出儲槽區內各火災嚴重

度實際估算安全距離之隔離延燒效能多寡以及撒水冷卻加入後之

消減效能其可有效將儲槽區之火災風險量化以作為上述規範標準

之比對補強用以獲易燃品儲存安全之完整評估分析在前述之案例

分析中已證明本技術手冊使用人可照此方法計算

誠心而論台灣地狹人稠之天然環境普遍造成國內工廠之營運困

難導致廠內佈置緊密設備及廠房安全距離過近的現況在其他一

般化學工廠中比比皆是若再行擴廠增加產能常無法購地增建取代

之法只好就原製程用地塞入新設備使得安全距離又再下一層樓事

實上此難題並不是無法解決的簡單的說只要能提供更多的消防

保護量且將風險量化出而加以降低仍是提供了一條安全營運可行

之路

實際上台灣大多之企業工廠其目前既存之密集槽區的風險幾

未經評估可說是完全未知的只因仍未發生火災而被忽略由過去

災害案例卻顯示儲槽全面大火之火災常造成員工鄰近居民的生命

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

64

財產重大損失也導致關門歇業因此如何促使中小企業去正視並

解決此問題應是從事工安工作之士努力的方向

參考文獻

1 NFPA30 Flammable and Combustible Liquids Code 1990 2 周文國李文亮 化工廠儲槽與設備配置安全距離參考手冊

工研院工安衛中心 1993

3 勞委會 高壓氣體勞工安全規則暨相關基準 1998

4 CFR 29 1910106 5 內政部 勞工安全衛生設施規則 1994

6 中標局 CNS1261-高壓氧氣鋼瓶安全規章

7 中標局 CNS2224-溶解乙炔氣鋼瓶安全規章

8 經濟部工業局及內政部 經營公共危險物品及高壓氣體各類

事業之分類與安全管理辦法 1993

9 陳政任周文國何大成 與 杜盛清 常壓儲槽防護系統評

估 工研院工安衛中心 1995

10 中國技術服務社國內化學工廠製程佈置安全評估研討會

1994

11 Ramskill P K J Hazardous Mat 20177-196 1988

12 Aydemir N U et al J Hazardous Mat 20239-262 1988

13 Kourneta P et al J Hazardous Mat 391-18 1994

14 Holman J P Heat Transfer 6th ed McGraw-Hill 1986

15 McAdams Heat Transmissionn 3rd ed McGraw-Hill 1954

16 McKetta J J (ed) Heat Transfer Design Methods Dekker

1992

17 Crocker W P and D H Napier IChemE Symp Ser No 97

159-184 1986

18 Thomas P H Proc 9th Intl Symp on Combustion 844-850

65

1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

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1963

19 Babrauskas V Fire Tech 19 251-261 1983

20 Robertson R B IChemE Symp Ser No 47 157-173 1976

21 Moodie et al IChemE Symp Ser No 931985

22 Prugh R W Process Safety Prog 13 83-91 1994

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

66

附件一 Mobil標準中危險物之指定數量 危 險 物 類 名 稱 指 定 數 量

第 氯 酸 鹽 50 KG 過 氯 酸 鹽 50 KG一 硝 酸 鹽 50 KG

過 錳 酸 鹽 1000 KG類 過 氧 化 物 1000 KG第 黃 燐 50 KG

赤 燐 50 KG二 硫 磺 50 KG

硫 化 燐 100 KG類 金 屬 粉 A 500 KG

金 屬 粉 B 1000 KG第 金 屬 錐 5 KG

金 屬 鉀 5 KG三 碳 化 鈣 300 KG

燐 化 鈣 300 KG類 生 石 灰 500 KG

特 殊 引 火 物 50 公升（１） 第 一 石 油 類 100 公升（１）第 第 二 石 油 類 500 公升（１）

第 三 石 油 類 2000 公升（１） 第 四 石 油 類 3000 公升（１）四 醋 (乙) 酸 脂 類 200 公升（１）

甲 酸 脂 類 200 公升（１） 甲 基 乙 基 酮 200 公升（１）

類 醇 類 200 公升（１） 砒 200 公升（１） 氮 苯 300 公升（１） 動 植 物 油 類 3000 公升（１）第 硝 酸 脂 類 10 KG五 賽 璐 珞 類 150 KG類 硝 基 化 合 物 200 KG第 發 煙 硝 酸 80 KG

發 煙 硫 酸 80 KG 硫 磺 酸 80 KG

六 無 水 硫 酸 80 KG 濃 硝 酸 200 KG 濃 硫 酸 200 KG

類 鉻 酐 200 KG

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

67

附件二 NFPA 30廠界安全距離參考表 儲槽容量(加侖) 與境界線最小距離(呎)

包括對面道路

275 以下 5

276 ～ 750 10

751 ～ 12000 15

12001 ～ 30000 20

30001 ～ 50000 30

50001 ～ 100000 50

100001 ～ 500000 80

500001 ～ 1000000 100

1000001 ～ 2000000 135

2000001 ～ 3000000 165

3000001 以上 175

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

68

附件三高壓氣體鋼瓶儲存室檢查表

高壓氣體鋼瓶儲存室安全檢查表

受檢單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 地 址ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 連絡人姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ電 話ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存室位置 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ面 積ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 儲存氣體種類ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查單位名稱ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ 檢查員姓名 ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ檢查日期ˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍˍ

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

69

一場地安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

建 築 材 料 合格 不合格

放 爆 面 合格 不合格

安 全 距 離 合格 不合格

溫 度 ˍˍˍ 合格 不合格

通 風 自然 機械 不合格

走 道 空 地 ˍˍˍｍ2 合格 不合格

分 類 合格 不合格

分 區 合格 不合格

偵 測 器 警 報 ˍˍˍ具 合格 不合格

滅 火 器 ˍˍˍ具 合格 不合格

電 氣 設 備 合格 不合格

標 示 合格 不合格

除 毒 設 備 不需要 合格 不合格

其 他 合格 待改進

1建築材料採用難燃材料與放爆面之設施如輕質屋頂 2室外之安全距離應符合設施標準 3溫度隨時保持在 40以下 4室內要有自然通風或裝設機械式通風但可燃性氣體得注意使用防爆型馬達

5室內走道空地佔總面積之 20以上 6儲存之不同特性種類氣體要分類存放其中可燃性氣體與助燃

性氣體宜相距 10公尺以上其間放置惰性氣體 7實瓶與空瓶應分開存放並標明清楚 8偵測警報設備與消防符合消防法之基本要求 9可燃性及助燃性高壓氣體儲存室必須使用防爆型馬達 10儲存室之進出口要上鎖防止閒雜人等進入並在室內外標示嚴禁煙火高壓氣體危險警語

11儲存毒性氣體需有除毒設備中和劑吸收劑等以及防毒面罩 12儲存室內除計量器外不可有其他雜物 13周圍五公尺內不可放置易燃品包括汽機車等

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

70

二容器安全 項 目 檢 查 結 果 檢 查 內 容 說 明

閥 帽 合格 不合格

固 定 容 器 合格 不合格

名 稱 標 示 合格 不合格

瓶 身 色 別 合格 不合格

外 表 損 傷 合格 不合格

水 壓 試 驗 合格 不合格

底 部 防 鏽 合格 不合格

1每一支鋼瓶均須鎖上閥帽並適當固定瓶身

2瓶身標示之氣體名稱需符合充灌之氣體

3瓶身之辨別顏色需符合標示之氣體

4外表損傷

4-1突起膨脹

－如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢

4-2凹傷

焊接瓶

－焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均予報

廢

－非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢

無縫瓶

－凹陷深度超過外徑 140者應予報廢

－凹陷測度低予外徑 140者但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢

4-3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

5頸部打刻鋼印處判定水壓試驗日期有否過期判定原則－自第一次定

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

71

三結論與建議 結論 建議

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

73

72

附件四 高壓氣體鋼瓶本體及儲存區自動檢查表

儲存區位置 檢查日期 年 月 日

佔地面積 檢查員

儲存氣體名稱

標示是否完整清潔是 否

儲 區內溫度是否合格攝氏 度(不可超過 40)是 否

存 手提滅火器是否正常在有效期內是 否

區 空瓶與實瓶有否分區放置妥當是 否

域 不同氣體是否分類放置妥當(可燃氣與氧須間隔 10公尺)是 否

地面是否清潔(區內除計量器外不可有其他物品)是 否

鋼瓶是否均有閥帽且拴緊妥當是 否

鋼 鋼瓶外表顏色與氣體標示是否符合是 否

瓶 鋼瓶是否經水壓試驗合格(通常為紅色打 日期)是 否

本 鋼瓶底部是否有腐蝕現象是 否

體 胴體表面有否異常(參考備註欄)是 否

1突起膨脹 －如有部分或全部膨脹狀況時應予報廢 2凹傷 備 (1)焊接瓶 －焊接部位凹傷在 6mm以上或 6mm以下且深度超過凹處平均直徑之十分之一均

予報廢 －非焊接部位其深度在 10mm以上者應予報廢 註 (2)無縫瓶 －凹陷深度超過外徑 140者應予報廢 －凹陷深度低于外徑 140但高于凹陷長短軸平均值之十分之一者應予報廢 3其他傷痕或嚴重腐蝕者可退回原公司或請專家鑑定

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